ZnO-ZnS核—?dú)そY(jié)構(gòu)量子點(diǎn)雙光子吸收特性的研究.pdf

1、中圖分類號(hào)0 4 3 7U D C 5 3 5碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼! Q 主三3密級(jí) 公開(kāi)Z n O ／Z n S 核．殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)雙光子吸收特性的研究T w o —p h o t o n a b s o r p t i o ni nZ n O ／Z n SC o r e ／S h e l lq u a n t u md o t s作者姓名：學(xué)科專業(yè)： 研究方向：學(xué)院( 系、所) ：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)教師：劉姝好凝聚態(tài)物理學(xué)非線性光學(xué)物理

2、與電子學(xué)院何軍教授論文答辯日期翌必篁目明 答辯委員會(huì)主席衄中 南 大 學(xué)2 0 1 4 年5 月中南大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要Z n 0 ／Z n S 核．殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)雙光子吸收特性的研究摘要：與被廣泛研究的第一類核．殼結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體量子點(diǎn)不同，基于Z n O為核的納米點(diǎn)復(fù)合材料是典型的第二類核．殼結(jié)構(gòu)。第二類核．殼結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體，由于錯(cuò)層結(jié)構(gòu)( 殼層的導(dǎo)帶、價(jià)帶能位比核心材料的導(dǎo)帶、價(jià)帶均高或均低) ，可以通過(guò)改變材料的核心半徑與殼層厚度等參數(shù)控

3、制其能位的相對(duì)移動(dòng)，這樣，與其相關(guān)的各種物理過(guò)程，如：發(fā)射波長(zhǎng)、輻射壽命、熒光量子產(chǎn)率、俄歇效應(yīng)、激子．激子相互作用等都可以進(jìn)行人工調(diào)節(jié)。研究第二類核一殼結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的制備與非線性光學(xué)性質(zhì)不僅有理論方面的重要意義，而且在實(shí)際應(yīng)用方面也有重要的價(jià)值。本論文針對(duì)以Z n O 為核的Z n O ／Z n S 核．殼結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的制備與雙光子吸收效應(yīng)進(jìn)行了研究，研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下：( 1 ) 采用水熱合成法制備以Z n O 為核的Z n

4、 O ／Z n S 、Z n O ／Z n S ／A g 核．殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)，x 射線衍射分析、高分辨透射電子顯微鏡、選區(qū)電子衍射和掃描電子顯微鏡分析得出Z n O 核與Z n S 殼為六角結(jié)構(gòu)，覆蓋在表面的A g 納米點(diǎn)為立方結(jié)構(gòu)，平均尺寸為9 n m 。( 2 ) 通過(guò)紫外一可見(jiàn)吸收光譜得出Z n O ／Z n S 、Z n O ／Z n S ／A g 核一殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)在二甲基甲酰胺( D M F ) 溶液中的最低激子躍遷波長(zhǎng)是在3

5、5 0 n m 左右；通過(guò)比較Z n O 量子點(diǎn)與Z n O ／Z n S 核一殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的熒光光譜圖，可以發(fā)現(xiàn)Z n S 包覆Z n O 后，有效地減少了量子點(diǎn)的表面缺陷。相對(duì)于Z n O 量子點(diǎn)，Z n O ／Z n S 量子點(diǎn)的發(fā)光有了很大的增強(qiáng)。( 3 ) 利用波長(zhǎng)為6 6 0 n m 的飛秒激光脈沖，通過(guò)開(kāi)孔Z 掃描和泵浦．探測(cè)技術(shù)研究了Z n O ／Z n S 、Z n O ／Z n S ／A g 核．殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)在不同光

6、強(qiáng)下的雙光子吸收特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于同種材料，光強(qiáng)越大，非線性吸收越大。而在相同光強(qiáng)下，Z n O ／Z n S ／A g 量子點(diǎn)的三階非線性吸收要比Z n O ／Z n S 的大。綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)Z n O ／Z n S 和Z n O ／Z n S ／A g 核．殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的雙光子吸收是一個(gè)瞬態(tài)的非線性過(guò)程，并且非線性吸收隨著激光光強(qiáng)的增大而增大，這說(shuō)明在常溫下以Z n O 為核的納米復(fù)合材料在光電子器件方面具有巨大的應(yīng)用前景