GaP纳米材料的可控合成及其与桑色素复合材料的研究

摘要

纳米磷化镓(GaP)是一种重要的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体纳米材料,由于其不同于体材料的新颖的性质,特别是光学性质和在纳米光子学方面的潜在应用,使其在科学研究和技术应用上引起广泛的兴趣。但是目前制备GaP纳米晶的方法还比较少,对反应条件要求高,不仅要求无水无氧,还要求高温,长时间反应,对纳米晶的制备可控能力差,难以得到高品质的纳米晶。本文在课题组以前的工作基础上,根据最近纳米材料制备方法的进展和晶体生长的机理,采用了反胶束法和多步苯热法试图对GaP纳米晶的制备进行调控,以期得到高品质的纳米材料。经过多次试验,得到一些比较好的结果,并对这些结果进行了探讨,为下一步纳米材料的制备提供了基础。
　　 在二甲苯溶液中加入CTAB形成反胶束,反胶束成为反应发生的主要场所,反胶束在二甲苯中是球形,这样得到的颗粒大部分是球形颗粒,粒径都比较小,CTAB的包覆减弱了团聚,得到的颗粒分散性很好。多步苯热法改变纳米晶的品质,我们在经过多次试验后,得到了三次加料的最佳时间和最佳加入量。第一次加料是成核,第二次是生长,第三次事提高结晶性,使颗粒尺寸分布变窄。最后我们得到了粒径小且分布窄,单分散性好,结晶度高的GaP量子点。用紫外-可见光谱验证其有很强的量子效应。
　　 把制备GaP纳米晶和桑色素用超声波辐射法制备复合物,检测复合物的紫外可见吸收光谱,和荧光发射光谱,两种物质原本吸收很弱,但是复合以后吸收很强,吸收峰的位置在两个物质之间且在配位场区域内,同时发射峰也是处于两者的之间,这样可以说明GaP纳米晶表面和桑色素的-OH基团形成化学键。经过多次试验探索出复合物的最佳配比,用香豆素作参比计算荧光量子产率是25％,最后用这个最佳配比的复合溶液检验了复合物的稳定性,显示这种纳米复合材料能够长时间的稳定存在于水中,荧光强度几乎不减弱。