水相合成发光CdS和CdTe/CdS核壳结构量子点

摘要

在过去的二十年里,半导体量子点、量子井、原子和分子簇领域的研究工作显著增长,这个变化已经众所周知。目前,半导体纳米晶体（NCs）又叫胶体量子点，引起了人们极大兴趣。量子点在有机电致发光器件,空穴量子电动力学和生物标签的应用依赖于小尺寸粒度分布、光电特性、表面性能设计以及高的量子发光产量。研究人员在这种纳米晶体条件下的激发光学性质做了一些细致研究,包括对基态对称性相互作用的重要影响、精细结构以及光致发光的动态。本文主要研究合成条件对CdS和CdTe/CdS核壳量子点光学性质的影响，主要研究内容如下：
　　（1）采用水相合成方法制备CdS量子点：以三聚磷酸钠（Na5P3O10）为稳定剂,硫化钠（Na2S）和硝酸镉（Cd（NO3）2?4H2O）分别为硫和镉的前驱体。
　　（2）采用水相合成方法制备CdTe/CdS核壳结构量子点：以巯基丙酸（MPA)作为稳定剂。在不同的Cd2+浓度和pH条件下,合成CdTe/CdS核壳量子点。
　　（3）量子点的发光性质采用紫外灯、 Raman、紫外可见光光度计和荧光分光光度计等实验手段来检测,得到其吸收和发射光谱。
　　（4）在实验中我们发现合成CdS量子点的尺寸随着浓度Na2S的减少而减少,而溶液中CdS的含量随反应时间的增加而增加,但粒子尺寸不变。
　　（5）我们在不同实验条件下分别合成了核壳结构CdTe/CdS的量子点。并对不同条件下的试样进行了光谱分析。其吸收发射光谱在pH=8.5时达到最大值,并且CdTe/CdS的发射光谱在Cd2+浓度为1.25×10-3 mol/L时达到最大值。

目录

工学硕士学位论文

水相合成发光CdS和CdTe/CdS核壳结构量子点

WATER-PHASE SYNTHESIS OF LUMINESCENT CdS AND CdTe/CdS CORE-SHELL QUANTUM DOTS

摘 要

ABSTRACT

ACKNOWLEDGEMENTS

CONTENTS

LIST OF TABLES

LIST OF FIGURES

INTRODUCTION

1.1 About nanoparticles

1.1.1 Characteristics of nanoparticles

1.1.2 Surface effect

1.1.3 Optical properties

1.1.4 Nanoparticle suspension and kinetic properties

1.2 Application of nanoparticles

1.2.1 Photonic application of nanoparticles

1.2.2 Semiconductor nanoparticles in the biomedical research

1.3 Synthesis method of nanoparticles

1.3.1 Synthesis methods of nanoparticles

1.4 Research of CdS and CdTe/CdS core/shell nanocrastal

1.5 Common methods of nanoparticles characterization

1.6 Significance of subjects

1.7 Main work

EXPERIMENTAL PROCEDURE

2.1 Preparation of CdS quantum dots

2.1.1 Chemical reagent and apparatus

2.1.2 Experimental conditions and parameters

2.1.3 Ratio of reactants without deoxidization

2.2 Preparation of CdTe/CdS core-shell nanocrytals

2.2.1 Experiment of CdTe/CdS core shell quantum dots

2.3 Characterization of nanoparticles

2.3.1 Black light qualitative analysis

2.3.2 FT-IR analysis

2.3.3 Raman analysis

2.3.4 Ultraviolet - Visible Spectrophotometer analysis

2.3.5 Fluorescence spectrophotometer

RESULTS AND DISCUSSION

3.1 Effect of synthesis conditions on the size of CdS quantum dots

3.1.1 Effect of the ratio of precursor and the stabilizer concentration

3.1.2 Effect of protection of nitrogen deoxidization and pH

3.1.3 Effect of Na2S

3.1.4 Effect of reaction time

3.1.5 Stability of CdS quantum dots

3.2 Effect of synthesis conditions on CdTe/CdS core/shell quantum dots

3.2.1 Comparison of fluorescence spectra of CdTe and CdTe/CdS

3.2.2 Effect of Cd2+ concentration on emission spectra of CdTe/CdS

3.2.3 Effect of pH on the emission spectra of CdTe/CdS

3.2.4 Stability of CdTe/CdS

CONCLUSIONS

4.1 Summary

4.2 Works in the future

REFERENCES

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