液体石蜡中CdSe量子点的一锅法合成及其光学性能调控研究

摘要

CdSe量子点(半导体纳米晶),因具有尺寸可调的光学性质和优异的表面可修饰性,而广泛应用于生物医学、太阳能电池及光电二极管等行业。本文研究了以液体石蜡作为反应溶剂,一锅法合成CdSe量子点的生长动力学规律,并考察了胺添加对其动力学及质量的影响,以及改变三元合金量子点的组分和缺陷实现对量子点光学性能的调控。
　　首先,选用液体石蜡为反应溶剂,一锅法合成CdSe量子点,并经过紫外可见吸收和荧光发射光谱进行光学表征,来研究其生长动力学规律。结果显示在反应初始60 s内,量子点生长呈线性快速增长,与Cd/Se比无关,随后量子点生长速度降低。给定温度下,量子点的生长动力学特征由快速生长(30 min)和缓慢生长(30 min-10 h)两部分组成。量子点的最终尺寸由Cd/Se比决定,而与生长温度无关。从节约原材料和制备高荧光强度量子点的角度出发,选择200°C为反应温度, Cd/Se比为4:1为最佳配比合成CdSe量子点。
　　其次,研究了辛胺、十八胺添加对液体石蜡中一锅法制备CdSe量子点的影响,并通过对紫外可见吸收和荧光发射光谱进行光学分析。结果显示胺直接添加的反应促使了Cd前驱体的形成,导致初始反应的温度降低,同时加速了纳米颗粒的生长速度。高温添加辛胺后200°C反应,对量子点的质量有明显的改进,得到的量子点具有窄的粒径分布(33.1 nm)和高的荧光量子产率(PLQY=81.9％)。低温添加辛胺的反应同样有助于量子点的质量的改进。而十八胺对量子点的质量改进则不是很明显。
　　最后,在液体石蜡中通过一锅法合成三元合金CdSexS1-x量子点。在不改变量子点粒径的前提下,通过调节Se和S的比例实现了量子点从紫色到绿色的荧光发射。通过添加胺对量子点进行表面修饰使得缺陷发射增强,成功实现了量子点黄色到红色的荧光发射。结果表明,在保持量子点粒径不变的情况下,通过上述两种方法,三元合金CdSexS1-x量子点实现了从紫色到红色的全光谱发光。

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第一章 绪 论

1.1引言

1.2 量子点的性质和发光机制

1.3 量子点的化学合成方法

1.4 量子点的应用

1.5 本论文的研究意义及主要内容

第二章 CdSe量子点的制备及生长动力学研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第三章 胺添加对CdSe量子点的合成及光学性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 三元合金CdSexS1-x量子点的合成及光学性能研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 结 论

参考文献

致谢

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