碳化硅量子點的制備及應用.pdf

1、碳化硅(SiC)量子點在常溫下，因量子限制效應具有強而穩(wěn)定的紫-綠光發(fā)射，在光電、生物等領(lǐng)域有極大的應用前景。近些年來，對SiC量子點的研究主要集中于制備工藝、發(fā)光機理以及應用等方面。但是，現(xiàn)在還缺乏制備尺寸均一的SiC量子點的有效方法，以及SiC量子點的表面結(jié)構(gòu)特點的實驗證據(jù)。本論文主要集中在這兩方面開展工作，相關(guān)研究結(jié)果如下:
　　1.用化學腐蝕SiC粉末輔以超聲振蕩的方法，在去不同pH值的離子水和有機溶劑甲醇、乙醇、氯仿及甲

2、苯中制備了3C-SiC量子點。通過對樣品在不同波長的激發(fā)光下的光致發(fā)光(PL)譜發(fā)光峰位置與強度的分析對比，發(fā)現(xiàn)3C-SiC量子點具有親水性，羥基和3C-SiC量子點表面的偶合會使量子點的帶隙降低;這種方法制備的3C-SiC量子點具有極性表面;3C-SiC量子點在甲醇、乙醇和去離子水中，有較為理想的穩(wěn)定性。
　　2.以多晶6H-SiC陶瓷片為靶材，通過脈沖激光燒蝕技術(shù)制備在去離子水中成功制備了3C-SiC量子點。一系列測試表明:分

3、散于去離子水中納米顆粒粒徑集中于2nm處，隨直徑增加，量子點的數(shù)量迅速下降，在直徑為約2.5 nm處為其尺寸分布的拐點;從光致發(fā)光譜得出，隨激發(fā)光波長從260 nm增加到420 nm，發(fā)光強度單調(diào)下降，并在激發(fā)光波長大于320nm后，發(fā)光強度下降更加明顯。經(jīng)計算，這與量子點的尺寸分布相吻合;傅里葉變換紅外吸收譜表明SiC納米顆粒表面鈍化良好;紫外一可見吸收譜測試表明樣品的制備的3C-SiC量子點帶隙約為2.8 eV。
　　3.使用

4、脈沖激光燒蝕法，以淺黃色、經(jīng)拋光的多晶3C-SiC陶瓷片為靶材，制備了懸浮于去離子水中的非晶SiC納米顆粒。這些非晶SiC納米顆粒的直徑為10nm左右，高分辨率透射電子顯微照片及選區(qū)電子衍射照片都表明生成的納米顆粒為非晶相;傅里葉變換紅外吸收譜表明樣品為SiC，且這些納米顆粒具有親水性;通過紫外一可見吸收光譜計算了納米顆粒的帶隙值，進一步確定了樣品為非晶SiC;樣品的光致發(fā)光譜表明，當激發(fā)光波長為320 nm，樣品有較強的光發(fā)射，發(fā)光峰