ZnO量子點的可見發(fā)光機制及巰基類有機物修飾研究.pdf

1、ZnO量子點無毒無害，生物安全，比表面積大，表面活性中心多，電子遷移率高，發(fā)光范圍可調(diào)，環(huán)境友好，價格低廉，是一種很好的潛在的生物標記材料，但是目前ZnO量子點發(fā)光機理還不明確，其分散性、尺寸均一性、水溶性和發(fā)光性能還有待改善，這些問題制約了ZnO量子點在生物標記方面的應(yīng)用。所以本實驗致力于研究溶膠-凝膠法合成的ZnO量子點可見光發(fā)光機理，以及用巰基類有機物修飾，改善其分散性、尺寸均一性、水溶性和發(fā)光性能。
　　本實驗采用溶膠-凝

2、膠法分別合成了藍光ZnO量子點和綠光ZnO量子點，并研究其藍光和綠光發(fā)射來源。通過分別改變Li+和OH-的濃度，發(fā)現(xiàn)藍光發(fā)射強度隨著Li+和OH-濃度的增加而增強，發(fā)光壽命約186ns，經(jīng)過理論計算和嚴密的推理，提出ZnO藍光發(fā)射機制為：電子首先被激發(fā)到導(dǎo)帶，然后與被LiZn穩(wěn)定的Oi缺陷中的空穴復(fù)合，從而發(fā)射出2.79eV的藍光。對于綠光發(fā)射來源，我們將綠光樣品在氧氣中熟化12h，綠光猝熄，說明與綠光發(fā)射相關(guān)的缺陷對O2很敏感，提出綠

3、光發(fā)射可能是VO缺陷能級上的電子與價帶中的空穴復(fù)合產(chǎn)生的。
　　本實驗選用親水性的巰基類有機物對巰基苯甲酸（4-MBA）、鄰巰基苯甲酸（2-MBA）、巰基乙酸（MPA）和巰基乙醇（ME）修飾ZnO量子點。對巰基苯甲酸修飾后，樣品分散性和均勻性改善，ZnO量子點的缺陷發(fā)光減弱，而出現(xiàn)發(fā)光強度是未修飾前3倍的紫外發(fā)光，能量為3.43eV，壽命是1.21ns，把其歸結(jié)為ZnO量子點局域態(tài)的電子與價帶中的空穴復(fù)合發(fā)光。鄰巰基苯甲酸修飾后，