基于CdSe的核殼半導體納米晶的結構及熒光性質研究.pdf

1、半導體納米晶又常被稱為量子點，這類材料通過隨粒徑變化的熒光顏色直觀地展示了納米材料的量子尺寸效應，并作為一種全新的無機發(fā)光材料，在生物、醫(yī)學、光電器件、太陽能等領域的應用都被寄予極高的期望。
　　 本文首先對核殼結構半導體納米晶進行了基于晶體結構差異的研究。以纖鋅礦結構(WZ)的CdSe為核的核殼納米晶在近十多年一直是材料研究領域的主要研究對象，并且在應用中也受到廣泛的青睞；而近幾年出現(xiàn)的閃鋅礦結構(ZB)的CdSe卻極少被用在

2、核殼納米晶的研究中。本文從核殼納米晶的晶體結構、形貌、熒光性質等幾個方面研究發(fā)現(xiàn)，基于ZB-CdSe的核殼納米晶的發(fā)光性質要好于以傳統(tǒng)的WZ-CdSe為核的樣品，更加適合于在醫(yī)學標記和檢測上的應用，并且實驗步驟相對簡單，也更適合于規(guī)模化的量產(chǎn)。
　　 在核殼納米晶上本文還進行了CdSe/ZnS的結構演化研究。由于優(yōu)異的發(fā)光性能和穩(wěn)定性，CdSe/ZnS長期以來一直是最受關注并且在應用研究中使用最廣泛的核殼納米晶，但對其結構變化的

3、研究一直鮮有報道；另一方面，近年來許多異質結構納米晶的形貌從最初量子點的“點”狀逐漸演化出了多種形狀，它們在多個領域的研究中被寄予厚望。本文以ZB-CdSe為核，在其表面包裹ZnS，通過對ZnS生長溫度的實驗發(fā)現(xiàn)CdSe/ZnS納米晶具有隨溫度演化的形貌，其中在240°C時具有類似甲烷分子的四足體結構；但溫度更高時CdSe和ZnS界面間的熔合會破壞四足體結構，并且伴隨著明顯的熒光藍移現(xiàn)象。同時，本部分研究還發(fā)現(xiàn)CdSe/ZnS四足體中Z

4、nS的生長具有不穩(wěn)定性，當其生長至一定程度時便會由于晶體缺陷而產(chǎn)生明顯分叉結構，使整體的發(fā)光效率降低。
　　 本文最后研究了CdZnSeS合金納米晶，它克服了CdSe納米晶的發(fā)光難以達到藍色至綠色波長區(qū)域，并且合成步驟簡單。本部分實驗使用了十二硫醇參與納米晶合成的反應，一方面它能在高溫下分解，作為硫元素的前驅物在納米晶表面形成一層薄薄的ZnS包覆層，另一方面它能很好的限制納米晶成型時顆粒的長大，再結合實驗中對Cd和Zn兩種元素比