半導(dǎo)體納米晶體CdSe及ZnSe的綠色合成及表征.pdf

1、半導(dǎo)體納米晶體（量子點(diǎn)）由于其半徑小于或接近于激子玻爾半徑，具有特有的量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，使其在高效太陽能電池、量子點(diǎn)激光器、生物標(biāo)簽以及發(fā)光二極管等方面具有極大的研發(fā)吸引力和應(yīng)用前景。其中II-VI族CdSe納米晶體作為一種重要的半導(dǎo)體納米材料因其具有優(yōu)良的可見光區(qū)熒光發(fā)射性質(zhì)引起了人們極大的興趣。探求一種安全、無污染、成本低、操作簡(jiǎn)單、重復(fù)性好的制備高質(zhì)量納米晶體的合成路線成為許多學(xué)者的關(guān)注的重點(diǎn)?；跓o膦制備CdSe納米晶體的

2、路線，本文采用“綠色”、低成本、可操作性強(qiáng)的合成技術(shù)合成出CdSe、ZnSe兩種II-VI族半導(dǎo)體納米晶體，并對(duì)其光學(xué)性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)及形貌進(jìn)行了表征。
　　基于前人提出的油酸-液體石蠟體系制備CdSe納米晶體的合成路線在開放的條件下（空氣中）合成出CdSe納米晶體，并對(duì)制備的CdSe納米晶體的紫外-可見光吸收譜、光致發(fā)光譜、粉末X射線衍射譜及透射電子顯微鏡等進(jìn)行了表征。通過與在N2氣中合成結(jié)果的對(duì)比，分析了該路線在空氣中合成CdS

3、e納米晶體的可行性。
　　采用硬脂酸作為Cd的配體，提出了一種新的CdSe納米晶體的“綠色”無膦合成體系——硬脂酸-液體石蠟體系，并分別在N2及在空氣中合成出CdSe納米晶體。分析、討論了在不同的生長環(huán)境、不同的反應(yīng)溫度下納米晶體的質(zhì)量，還對(duì)測(cè)試溶劑對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明硬脂酸-液體石蠟合成體系更適合在較低的溫度下制備CdSe納米晶體，并且在空氣中合成的CdSe納米晶體的質(zhì)量不亞于在N2氣中的合成結(jié)果。分別選擇油酸及

4、硬脂酸作為Cd的配體，對(duì)其在空氣中、生長溫度為230℃條件下的合成結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明硬脂酸為配體合成的CdSe納米晶體具有更小的Stocks頻移及半高寬，更高的熒光量子產(chǎn)率和更好的結(jié)晶度。研究中還發(fā)現(xiàn)，無論是油酸還是硬脂酸作為Cd的配體，在較低的合成溫度下（220℃-260℃）合成的CdSe納米晶體均為在三辛基氧化膦-三辛基膦合成路線中不常見的立方相結(jié)構(gòu)。
　　研究了表面活性劑十六胺（HDA）對(duì)液體石蠟反應(yīng)體系中CdSe納米

5、晶體合成的影響，同時(shí)還對(duì)實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在合成體系中加入十六胺可加速納米晶體的成核過程，降低其生長速度，獲得尺寸小的晶粒，同時(shí)可提高晶體的單分散性及熒光量子產(chǎn)率，并且實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性好。通過研究十六胺的注入方式對(duì)合成結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)將十六胺加入到Cd前驅(qū)體中制備的CdSe納米晶體的質(zhì)量優(yōu)于將十六胺加入到Se前驅(qū)體中制備的納米晶體。
　　提出了利用月桂酸在液體石蠟中進(jìn)行另一種可替代有毒的CdSe納米晶體作為生物熒光