電子束輻射法制備Ⅱ-Ⅵ族納米半導(dǎo)體量子點(diǎn)及其光學(xué)性能研究.pdf

1、Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體量子點(diǎn)由于具有獨(dú)特的光學(xué)特性而引起人們廣泛的興趣。量子點(diǎn)的粒徑一般介于1-10nm之間，由于電子和空穴被量子限域，顯示出極強(qiáng)的量子限域效應(yīng)，因此在太陽(yáng)能電池、發(fā)光器件和光學(xué)生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。本論文中引入新的方法即電子束輻射法一步快速合成四種Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體量子點(diǎn)，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了詳細(xì)的表征及光學(xué)性能測(cè)試。該法相對(duì)于傳統(tǒng)的制備納米半導(dǎo)體材料的方法，主要優(yōu)點(diǎn)在于：制備工藝簡(jiǎn)單，可在常溫下進(jìn)行，原料低毒或無(wú)毒，反應(yīng)周

2、期短，產(chǎn)物的尺寸及形貌可控，具有工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的前景。本論文主要內(nèi)容包括：
　　 一、半導(dǎo)體量子點(diǎn)采用電子束輻射法在水相中制備了水溶性的SnSe和CdS量子點(diǎn)，該方法簡(jiǎn)單、快速、綠色和高效，產(chǎn)物具有粒徑小、單分散性良好和水溶性等優(yōu)點(diǎn)。
　　 (1)以SnCl2·2H2O和Na2SeO3為反應(yīng)源，過(guò)量的NaOH為絡(luò)合劑，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為表面活性劑，首次采用電子束輻射法簡(jiǎn)單快速地制備出了單分散性良好的Sn

3、Se量子點(diǎn)。CTAB包覆在SnSe納米粒子的表面，使其具有較好的水溶性，通過(guò)控制CTAB的用量，制備出粒徑從3nm到60nm的SnSe納米顆粒，同時(shí)提出SnSe納米晶的可能的形成機(jī)理。本工作在探尋綠色、高效、一步合成出性能優(yōu)良且大小可控的SnSe半導(dǎo)體納米晶方面，取得了新的進(jìn)展。
　　 (2)以Cd(Ac)2·2H2O和硫脲為反應(yīng)源，EDTA為穩(wěn)定劑，用NaOH調(diào)節(jié)溶液pH值為中性，在電子束下進(jìn)行輻照，得到了水溶性極強(qiáng)的CdS量

4、子點(diǎn)。所制備的產(chǎn)物是六方纖維鋅礦型CdS納米晶，單分散良好，粒徑平均大小為3nm。紫外可見(jiàn)光譜和熒光光譜表明所得產(chǎn)物在420nm處發(fā)射藍(lán)色熒光，發(fā)生了明顯的藍(lán)移，CdS量子點(diǎn)特殊的光學(xué)特性和生物相容性使其在生物熒光探針材料方面有潛在的應(yīng)用。同時(shí)對(duì)不同的輻射劑量和pH值對(duì)產(chǎn)物的光學(xué)性質(zhì)及形貌的影響進(jìn)行了研究，對(duì)可能的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
　　 二、有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料是近年來(lái)納米材料領(lǐng)域中新興的一種復(fù)

5、合材料，是由有機(jī)和無(wú)機(jī)先驅(qū)源構(gòu)成的在納米尺寸范圍內(nèi)、具有周期性和有序排列的分子內(nèi)雜化的復(fù)合材料。該類(lèi)材料結(jié)合了有機(jī)和無(wú)機(jī)物的雙重功能特性，具有良好的光學(xué)、電學(xué)和磁性等特性，相對(duì)于傳統(tǒng)的塊體材料甚至納米單晶具有更強(qiáng)的量子限域效應(yīng)。因此，有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料的合成及應(yīng)用成為近些年納米技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
　　 有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化納米材料的合成一般采用溶劑熱法，以有機(jī)胺類(lèi)小分子為溶劑和模板，在長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱的實(shí)驗(yàn)條件下得到具有特殊空間構(gòu)型的