熔融法制備較高密度PbSe量子點(diǎn)玻璃關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、半導(dǎo)體納米晶體是一種準(zhǔn)零維多原子系統(tǒng)。由于表面效應(yīng)、量子限域效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等特殊的量子效應(yīng),近年來,在電子和光通訊方面引起了人們的普遍關(guān)注。特別是具有窄帶隙的Ⅳ-Ⅵ族材料,如PbSe,更是引起世界的廣泛關(guān)注。在過去的幾年里,波長為1.3-1.55μm的光通信設(shè)備受到了普遍地關(guān)注。通過熔融法合成半導(dǎo)體量子點(diǎn)摻雜玻璃就可以簡單地實(shí)現(xiàn)1.3μm的光發(fā)射。直徑在4.5-9nm之間的PbSe量子點(diǎn)在紅外波段具有很強(qiáng)的輻射峰,其輻射峰典型的

2、FWHM為100-200nm,在光纖通信中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。因此,有必要研究生長在玻璃基底中PbSe量子點(diǎn)的形成。
　　 本文采用高溫熔融-退火法在鈉硼鋁硅酸(SiO2-B2O3-Na2O-Al2O3-ZnO-A1F3)玻璃中生長了PbSe量子點(diǎn)。通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、光致熒光(PL)譜測量等手段,探究了不同玻璃配料、不同PbSe量子點(diǎn)引入物、以及一次熱處理和兩次熱處理對PbSe量子點(diǎn)的尺寸和密度的影響

3、。獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　 1、適當(dāng)加入ZnO有助于合成量子點(diǎn),能減少硫族元素的揮發(fā),使玻璃中的量子點(diǎn)尺寸分布均一化。當(dāng)ZnO含量占玻璃總配料的質(zhì)量比約為9.4％時(shí),生成的量子點(diǎn)尺寸比較均勻,直徑約為6.5nm,且密度較高,PL譜強(qiáng)度最強(qiáng),輻射峰位于1790nm,FWHM為296nm。
　　 2、不同的PbSe引入物(例如:塊材料PbO、ZnSe和PbSe)對PbSe量子點(diǎn)的密度有很大的影響。塊材料PbSe作為Pb2+