水相CdTe量子點(diǎn)的合成及其光學(xué)性能研究.pdf

1、自1964年納米晶合成開始后,量子點(diǎn)的研究得到了迅速的發(fā)展,同時(shí)量子點(diǎn)的研究也得到了廣泛的關(guān)注。由于量子點(diǎn)可調(diào)粒徑寬和優(yōu)異的光學(xué)特性,電學(xué)特性,使得量子點(diǎn)在生物熒光標(biāo)記,發(fā)光器件以及太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。納米晶的種類很多,對(duì)于Cd系納米晶研究較多.在Cd系納米晶當(dāng)中,CdTe納米晶具有熒光強(qiáng)度高,半峰寬窄,尺寸范圍寬。關(guān)于量子點(diǎn)的合成途徑有很多種,大致可以分為有機(jī)相和水相兩種。對(duì)比有機(jī)相合成,水相合成方法簡(jiǎn)單易操作,合成溫度低

2、,毒性小。因此我們選擇水相合成CdTe量子點(diǎn)。
　　第一:我們使用兩步法水相合成CdTe量子點(diǎn)。通過(guò)改變Cd/Te,確定合成實(shí)驗(yàn)中的Cd與Te比例關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)Cd/Te=8/1時(shí),得到最大的熒光強(qiáng)度,在本實(shí)驗(yàn)中,Cd/Te=6/1,此條件下的粒徑生長(zhǎng)符合我們當(dāng)前研究的條件。在合成過(guò)程中,溫度,配體對(duì)CdTe納米晶的長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué)得影響不同,通過(guò)紫外和熒光光譜的結(jié)果,我們得到合成CdTe量子點(diǎn)的溫度范圍很寬,在水相中可以從60

3、℃到100℃選擇。90℃較適合我們當(dāng)前條件下的合成溫度。紫外吸收光譜表明使用三種不同分子結(jié)構(gòu)的巰基類配體合成的量子點(diǎn)的發(fā)光量子產(chǎn)率和生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)有著明顯的區(qū)別。與TGA和L-半胱氨酸相比,MPA合成的量子點(diǎn)具有從淺綠色到深紅色的顏色變化以及強(qiáng)的熒光發(fā)射,但是它的半峰寬很大。
　　第二:后處理是一個(gè)可以對(duì)CdTe量子點(diǎn)的表面進(jìn)行鈍化修飾的方法,尤其是有機(jī)胺試劑的添加,比如乙二胺(EDA)和己二胺(HDM),對(duì)量子點(diǎn)具有很好的表面修飾作

4、用。EDA和 HDM是有機(jī)合成中常用的一種試劑。根據(jù)以前的報(bào)道,使用乙二胺(EDA)后續(xù)處理合成后的CdTe量子點(diǎn)可以增強(qiáng)熒光發(fā)射強(qiáng)度和增大量子產(chǎn)率。我們使用己二胺(HDM)作為另外一個(gè)有機(jī)氨試劑去探索氨對(duì)巰基包覆的CdTe量子點(diǎn)的影響。通過(guò)室溫下使用EDA和HDM處理合成后的CdTe量子點(diǎn),TGA和MPA包覆的量子點(diǎn)的熒光有明顯的增強(qiáng)而LCys無(wú)實(shí)際意義。
　　第三:兩步法在水相中合成 CdTe量子點(diǎn),配體為巰基乙酸(TGA),

5、巰基丙酸(MPA),L-半胱氨酸(LCys),合成后的溶液,添加無(wú)機(jī)離子對(duì)CdTe量子點(diǎn)進(jìn)行處理,我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在CdTe量子點(diǎn)中添加Zn2+可以提高膠體量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度至一個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí),膠體量子點(diǎn)還可以快速沉降。因此,我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的離心和隨后的干燥過(guò)程得到強(qiáng)熒光的CdTe納米晶粉體。此外,通過(guò)將所得粉末溶解于NaOH溶液中,我獲得了具有強(qiáng)熒光的量子點(diǎn)溶膠溶液。
　　第四:通過(guò)水相合成的CdTe膠體量子點(diǎn)具有較多的表面缺