Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点的胶体制备法及其光学性质的研究

摘要

近年来，由于量子尺寸效应和表面效应，半导体量子点已成为人们研究的热点。用胶体化学方法制备的Ⅱ—Ⅵ族胶体量子点纳米晶体，由于其样品制备方法简单，单分散性好，具有很好的发光特性和光学非线性性质，使得胶体量子点在发光器件、单电子器件和非线性光学器件等方面显示出广阔的应用前景。 本文的研究内容主要分为两个部分：第一部分研究了纳米CdSe帚子点的光学特性，包括制备、表征、吸收和光致荧光谱特性，讨论了CdSe量子点颗粒尺寸对其发光特性的影响；第二部分为CdSe量子点的表面修饰效应研究，包括表面修饰处理以及处理后样品的光致荧光谱和时间分辨率光谱特性，探讨了CdSe量子点颗粒的发光动力学过稗。 本文采用化学胶体合成方法，成功地制备出了数种不同尺寸的胶体CdSe量子点样品。室温下，它们具有不同的荧光峰值波长，很强的带边荧光，宽范围的激发谱特性，以及很窄的荧光峰，说明制备出的胶体量子点不仅粒径分布比较均一，具有较好的单分散性，而且还具有稳定良好的光学性质。 本文通过注入巯基乙醇对同尺寸的CdSe量子点样品进行不同程度的表面修饰后，测得数据表明，样品荧光峰的波长和半宽高(FWHM)保持不变，而峰值呈现出规律性变化，时间分辨率光谱亦是如此。以此为依据，本文探讨了CdSe量子点的发光动力学过程，认为激子在量子点内部和表面均能复合发光，这两种发光过程不同程度地受到量子点表面缺陷的影响。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2量子点研究的发展

1.3量子点的量子效应

1.3.1量子尺寸效应

1.3.2表面效应

1.3.3量子限域效应

1.3.4宏观量子隧道效应

1.4半导体量子点材料

1.4.1 Ⅳ族量子点材料

1.4.2 Ⅲ-Ⅴ族量子点材料

1.4.3 Ⅱ-Ⅵ族量子点材料

1.5量子点的应用及其前景

1.5.1量子点在生命科学中的应用

1.5.2半导体量子点的器件应用

1.6 Ⅱ-Ⅵ族胶体半导体量子点的研究意义及本论文的主要内容

第二章CdSe量子点的胶体法制备

2.1半导体量子点的制备方法简介

2.2纳米CdSe合成方法概述

2.2.1化学反应合成法

2.2.2非晶薄膜结晶法

2.2.3直流电沉积法

2.2.4胶体化学法

2.3胶体法合成CdSe量子点的研究现状

2.4实验方法与过程

2.4.1反应机理

2.4.2实验仪器及装置

2.4.3化学反应原料

2.4.4实验步骤

2.4.5实验现象

第三章实验结果与讨论

3.1室温荧光效应

3.2表征技术所用的主要实验仪器和平台

3.3 TEM透射电镜结果

3.4吸收光谱

3.5光致荧光(PL)谱

3.6吸收谱VS光致发光(PL)谱

3.7 小结

第四章表面修饰对CdSe量子点发光动力学过程的影响

4.1引言

4.2表面修饰实验过程

4.3激子动力学过程与时间分辨PL谱

4.4所用测量仪器及其数据处理原理

4.4.1主要的实验用仪器

4.4.2样品的指数衰减模型

4.4.3卷积

4.4.4数据拟合

4.4.5拟合质量的评估参数

4.5测量结果与讨论

4.6小结

第五章总结与展望

发表的论文

附录

参考文献(Reference)

致谢