硫化铅量子点溶液工艺制备与性能调控

摘要

低维结构和物理的发展使得电子器件的设计思想发生悄然转变,“能带工程”正成为半导体器件设计和制造的新思路,而半导体量子点则是“能带工程”在半导体材料方面最典型的应用。我们通过控制量子点的表面形貌、晶格结构与颗粒尺寸,就可以调节其带隙宽度、激子的束缚能以及激子的能量蓝移等电子状态,以满足理论研究和器件设计等不同需要。
　　本文首先概述了太阳能电池的发展情况并以此引入半导体量子点的概念,介绍了量子点的低维物性,叙述了包括量子尺寸效应和表面效应在内的量子点的基本特性。然后介绍了量子点发展现状及其应用领域,分析了胶体量子点的生长机理以及几种合成方法,本文中采用由FeS和HCl反应得到的H2S气体然后将其注入含有Pb(Ac)2,油酸,二苯醚,十八烯和十二胺的混合溶液发生反应来合成PbS胶体量子点样品,并采用旋涂法制备PbS量子点薄膜,此方法中胶体量子点的适宜旋涂浓度为50-100mg/ml,旋涂20-30次可以达到理想厚度的薄膜。
　　后续研究中我们不断改变实验条件,通过用X射线衍射判断其晶体结构,通过透射电子显微镜表征其表面形貌,通过光致发光谱以及吸收谱分析其光学特性,利用其表征手段所反映出的量子点性能与实验条件的关系不断优化实验方案,最终制备出尺寸适宜、性能良好的单分散PbS胶体量子点。

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1 绪论

1.1 太阳能电池简介

1.2 纳米晶（量子点）及其低维物性

1.3 半导体纳米晶研究现状

1.4 Ⅳ-Ⅵ族胶体量子点

1.5 本论文研究内容及意义

2 胶体量子点的合成

2.1 胶体量子点的合成机理

2.2 胶体量子点的合成方法

3 硫化铅胶体量子点的溶液工艺制备

3.1 实验原理

3.2 实验配置

3.3 合成步骤

3.4 分离纯化

3.5 量子点有序阵列薄膜的制备

4硫化铅量子点的性能调控

4.1 性能表征手段

4.2 硫化铅胶体量子点的晶体结构

4.3 硫化铅胶体量子点的表面形貌

4.4 硫化铅胶体量子点的光学特性

4.5 硒化铅/硫化铅核壳异质结构量子点的制备与表征

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文