基于硒化福的半導(dǎo)體量子點(diǎn)的可控制備及其水溶性修飾.pdf

1、半導(dǎo)體量子點(diǎn)由于強(qiáng)的量子限域效應(yīng)，表現(xiàn)出尺寸依賴的光學(xué)性質(zhì)，在光電器件(發(fā)光二極管，太陽能電池等)以及生命科學(xué)領(lǐng)域(生物熒光標(biāo)記，生物熒光探針等)具有廣泛的應(yīng)用前景。量子點(diǎn)發(fā)光效率和穩(wěn)定性在應(yīng)用中極其重要，另外很多應(yīng)用如生物醫(yī)學(xué)方面和化學(xué)分析檢測(cè)等應(yīng)用中還要求量子點(diǎn)有好的水溶性。膠體化學(xué)法是制各量子點(diǎn)最為方便而且常用的方法，包括水相法和油相合成法兩種。水相低溫合成半導(dǎo)體納米晶雖然比較方便，但因?yàn)榉磻?yīng)在低溫下進(jìn)行，所得樣品結(jié)晶性能較差，量

2、子產(chǎn)率低，單分散性差，在使用中結(jié)構(gòu)和性能不夠穩(wěn)定。與水相中制各相比，有機(jī)溶劑中高溫合成半導(dǎo)體量子點(diǎn)有效克服了這些缺點(diǎn)，產(chǎn)物量子產(chǎn)率高，單分散性好，穩(wěn)定性高。但由于其表面被疏水的有機(jī)穩(wěn)定劑分子所包覆，不具有水溶性，進(jìn)而限制了其應(yīng)用。
　　 本研究的目的在于制各光學(xué)性質(zhì)優(yōu)良，溶解性好，穩(wěn)定性高，具有水溶性的基于硒化鎘的半導(dǎo)體量子點(diǎn)。首先通過有機(jī)相高溫合成法,研究考察制各條件，簡(jiǎn)化步驟，得到了發(fā)光效率高，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的油溶性的量子點(diǎn)，然后

3、通過配體的交換法進(jìn)行水溶性修飾，賦予粒子以好的水溶性。與前期研究者的工作相比，本課題通過改變合成條件有效提高了量子點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)了高效率的水相轉(zhuǎn)移，得到的粒子水溶性好，穩(wěn)定性高。具體做了以下工作：1)對(duì)量子點(diǎn)的基本的合成方法進(jìn)行的研究探索。利用熱注射法和加熱升溫法合成了多種穩(wěn)定劑和單純穩(wěn)定劑穩(wěn)定的硒化鎘量子點(diǎn)，然后對(duì)其進(jìn)行了硫化鋅無機(jī)殼層的包覆，有效的提高了量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)及穩(wěn)定性。于此同時(shí)以油胺和油酸及其混合液作為反應(yīng)溶劑實(shí)現(xiàn)了硒

4、化鎘納米晶的可控制各，具體研究了溫度，投料比，前軀體濃度以及溶劑配比對(duì)產(chǎn)物生長(zhǎng)，光學(xué)性質(zhì)，組裝行為及最終形貌的影響。2)簡(jiǎn)化合成方法，通過熱注射“一鍋”法制各了基于硒化鎘的具有梯度過渡結(jié)構(gòu)的核殼異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體量子點(diǎn)。通過調(diào)節(jié)投料比及前驅(qū)體注射次數(shù)成功實(shí)現(xiàn)了發(fā)射熒光從綠色到紅色的一系列粒子的可控合成。由于核殼界面具有特殊的梯度結(jié)梅，克服了不同材料的晶格失配，所得量子點(diǎn)晶格缺陷少，結(jié)晶度高，光學(xué)性質(zhì)好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高。3)對(duì)“一鍋”法合成量子點(diǎn)