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半导体量子点在太阳能电池,生物细胞追踪,发光材料及显示器等方面具有巨大的学术价值和商业前景。然而随着单分子光谱技术的发展,在单颗粒尺度下量子点呈现出荧光闪烁现象。深入的理解量子点荧光闪烁行为及光动力学特征,有助于提高量子点的光学特性。关于量子点荧光闪烁现象及激子衰变动力学的研究通常集中在type-I型结构上,而对于type-II型量子点研究很少。相对于type-I型量子点,type-II型量子点具有更宽的吸收和发射光谱范围。基于此,type-II型量子点的荧光闪烁现象及激子辐射特征的研究具有深刻的意义。在本论文中,我们采用一系列不同壳层厚度的typeII型ZnSe/CdS核壳结构量子点(1-6单层CdS)借用单分子荧光寿命成像显微系统(FLIM)与时间相关单光子计数(TCSPC)相结合的联用技术,研究type-II型ZnSe/CdS核壳结构量子点荧光闪烁行为及激子衰变动力学随着壳层厚度的变化特征。通过强度分辨的荧光寿命分析,发现type-II型ZnSe/CdS核壳结构量子点三种激子辐射通道,随着壳层厚度的变化,这三种辐射通道所占的比例影响量子点荧光闪烁行为和量子产率及亮态光子数所占比例。最后我们用一个物理模型来解释单颗粒type-II型ZnSe/CdS核壳结构量子点荧光闪烁动力学机制。本论文内容主要分为以下三部分:1.首先制备不同壳层厚度的ZnSe/CdS核壳结构量子点,研究不同壳层厚度量子点溶液集合体的光学性质。通过紫外可见吸收光谱,荧光光谱,量子产率,溶液集合体荧光寿命等方面对量子点进行研究,初步确定量子点溶液状态下的光学特征。2.制备单粒子量子点,利用单分子荧光寿命成像显微系统(FLIM)结合时间相关单光子计数(TCSPC)技术研究不同壳层厚度量子点的荧光闪烁行为。并对大量单粒子量子点荧光闪烁行为进行统计,发现它的荧光闪烁行为与壳层厚度密切相关。并将荧光闪烁行为分为on态,off态,发现on态占的比例随着壳层厚度的变化在变化。并且随着壳层厚度的增加产生了grey态。我们发现当壳层厚度为4层时,光致发光(PL)量子产率(QY)和on态比例(fraction-on)将达到最大值。也就是说,在这种情况下,“闪烁现象”将得到一定程度的抑制。我们进一步推测不同壳层厚度量子点的荧光闪烁行为与激子的不同复合途径密切相关。3.我们通过分析不同壳层厚度量子点的荧光强度分辨的荧光寿命衰减曲线。以及结合统计分析的方法,确定激子的复合途径,包括三种衰变途径:三粒子发射,带边发射和陷阱态发射。正是由于这三种不同的衰变途径随着壳层厚度变化所做的贡献不同,进而影响量子点荧光闪烁行为。我们发现提高量子产率和on态光子比例主要在于增加带边发射的贡献。从论文的工作和布局安排上,我们首先对量子点做了一个简介,介绍了量子点基本特性,量子点发光过程,并介绍了量子点荧光闪烁行为和荧光闪烁机制模型。另外对荧光寿命成像显微系统的原理,测量过程与方法做了简单介绍。最后我们对量子点分别从溶液集合体和单颗粒两个方面的光学性质做了探究。希望该工作能够为之后研究各类type-II量子点的荧光闪烁动力学机制,或是提高性能方面提供方法和思路。