UV胶基底中Ⅳ--Ⅵ族PbSe纳晶量子点近红外光谱的吸收截面和辐射截面

摘要

纳米晶体量子点因其电子和空穴在三维空间的受限运动，表现出量子点的尺寸效应、表面效应、限域效应、隧道效应，导致了能级的分立和光谱的离散化。对于单一尺寸量子点，在吸收光谱中，表现出它具有明显的吸收峰，而在发射光谱中，表现出它具有比块材料显著增强的荧光辐射以及明显的发射峰。展现出了一些独特的光学和光谱特性，引起了人们的极大兴趣。应用潜能巨大，应用领域广泛，量子点激光器、量子点太阳能电池、量子点LED都是它的应用范畴。对于PbSe量子点，其激子玻尔半径为46 nm，具有相当强的量子点效应。并且对于4-7 nm直径PbSe量子点，其吸收峰和发射峰在近红外波段(1000～2000nm)。 采用吸收光谱法，利用吸光光度计测量了三种不同直径(4.5，5.0，5.6 nm)的Ⅳ-Ⅵ族PbSe量子点的近红外吸收光谱，给出了吸收峰值波长随量子点直径变化的经验公式。根据Lambert-Beer定律，确定了光谱的吸收截面峰值和峰值处吸收系数及随波长的变化，发现吸收截面对掺杂浓度有弱相关性，并以指数函数较好地拟合了掺杂浓度对吸收截面的关系，确定了吸收截面的变化范围。采用辐射光谱法，利用荧光光谱仪测量了量子点的荧光辐射谱，由Mc Cumber关系和吸收截面，确定了量子点光谱的辐射截面峰值及随波长的变化，同样用指数函数拟合了掺杂浓度对辐射截面的关系。分析了实验过程中带来误差的原因，以及对误差的估计。这些光谱截面数据对PbSe量子点掺杂的增益型器件和传感器设计有重要的意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 纳晶量子点材料

1．1．1 量子点的基本概念

1．1．2 量子点的微观特殊性

1．1．3 量子点的光学特殊性

1．1．4 量子点的合成方法

1．1．5 量子点的应用

1．2 本文研究的主要内容

1．3 本章小结

第二章 PbSe量子点研究现状

2．1 PbSe电子结构

2．2 PbSe带隙能

2．3 PbSe光谱

2．4 本章小结

第三章 Ⅳ-Ⅵ族PbSe量子点实验准备

3．1 材料器材准备

3．1．1 Ⅳ-Ⅵ族PbSe量子点准备

3．1．2 本底材料UV胶准备

3．1．2 测试比色皿准备

3．2 PbSe量子点/UV胶溶液制备

3．3 本章小结

第四章 PbSe量子点吸收截面和辐射截面的测量

4．1 截面测量的实验安排

4．2 吸收光谱与吸收截面

4．3 发射光谱与发射截面

4．4 误差分析

4．5 不理想实验结果分析

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

致谢

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