基于CdTe量子点自组装生长低维手性纳米线的机理与光学特征研究

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无机纳米粒子的自组装机理由于其相互作用的多样性和非掺杂性至今仍是一个悬而未决的问题。本研究课题在手性选择性共振吸收的基础上,利用圆偏振光诱导技术成功组装了双螺旋线纳米带,通过引入一种新的光氧化偶极矩机制,探究了纳米颗粒尺寸对组装物形貌的影响。由于硫化镉和碲化镉界面间距的变化,分子间的偶极矩会随着纳米粒子尺寸的增大而减小。首先,不同偏振方向的光照导致碲化镉量子点和配体的光氧化程度不同,从而影响量子点的结构和光学性质。非偏振光倾向于促进了碲化镉量子点的光氧化,导致了量子点的光降解和荧光光致发光(PL)谱蓝移,发光强度减弱;而圆偏振光更倾向于促进配体的光氧化,从而在量子点表面形成硫化镉层,减少了粒子表面的不饱和键和悬键,抑制了表面原子的活性,降低了能级缺陷,导致量子点继续增大和光致发光谱红移,发光强度增强。这是由于量子点和有机配体成键的空间位形导致量子点和配体对两种性质的光响应不同从而产生了不同的光氧化过程。其次,通过调节溶液中纳米粒子的尺寸、浓度等条件可以实现对原子形貌的可操作性,研究发现光氧化与自组装之间的竞争以及偶极-偶极相互作用与静电排斥之间的竞争可以通过纳米粒子的大小、分散体的浓度和溶液中硫醇配体的比例来调节,合适的纳米颗粒尺寸、较低的分散浓度和较低的配体比值是制备手性纽带的关键。最后通过对不同粒径纳米粒子自组装的形貌、化学计量比、微观结构和光学性质的研究,提出了一种新的增强纳米粒子偶极矩的机制。不同偏振方向的光照导致碲化镉量子点和配体的光氧化程度不同,从而影响量子点的形貌结构和光学性质,圆偏振光诱导的纳米结构系统重组可以为具有手性的材料提供一种新的、功能强大的技术,为具有手性特征的纳米半导体材料开辟了新的领域。
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