CdTe纳米晶的合成与可逆相转移研究

摘要

CdTe纳晶由于具有较小的禁带宽度、独特的量子尺寸效应及荧光发光性能，成为半导体纳米材料的一个研究热点。如今，水溶液与金属有机合成方法是制备CdTe纳晶的主要方法，但所制备的CdTe纳晶只能分散在相应的溶剂中，限制了其在相关领域的应用。解决上述问题的方法之一就是通过表面修饰，改变纳晶表面基团的极性，使CdTe纳晶可分散在不同的介质中。
　　 本论文采用巯基乙酸作为稳定剂，首先制备了不同颗粒尺寸大小的水溶性CdTe纳晶颗粒，进而以十六烷基胺为表面修饰分子，通过利用十六烷基胺与CdTe表面的相互作用，改变CdTe纳晶颗粒的表面环境，实现了CdTe纳晶颗粒从水相向有机相的转移：在此基础上，通过调节水溶液中的pH值，将CdTe纳晶颗粒重新转移至水溶液中。
　　 研究了十六烷基胺的浓度、溶液的pH值、CdTe纳晶颗粒尺寸对相转移的影响。发现十六胺浓度增大，相转移率增大；溶液pH值增加，发生相转移所需十六烷基胺浓度增大；CdTe颗粒尺寸增大，相转移率降低。
　　 XRD测试表明，水溶液合成的CdTe为闪锌矿结构，立方晶系。可逆相转移前后CdTe纳米晶的晶型未发生变化。
　　 吸收光谱与荧光光谱表明，CdTe纳米晶表现出良好的量子尺寸效应。随着颗粒尺寸的增大，荧光量子效率逐渐增大。可逆相转移前后CdTe的激子峰未发生明显变化，均显示出明显的量子尺寸效应。计算表明，氯仿相中的CdTe纳米晶的量子效率较水溶液中的稍有提高。
　　 FTIR测试表明，巯基乙酸成功修饰于CdTe纳米晶表面，以羧酸盐形式存在。十六烷基胺在CdTe表面的修饰是以COONH3+路易斯酸碱对的形式静电吸引而完成的。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1 纳米材料

1.2 半导体纳米粒子(量子点)

1.2.1 量子尺寸效应

1.2.2 量子限域效应

1.2.3 表面效应

1.3 半导体纳米粒子的合成方法

1.3.1 有机金属法

1.3.2 有机“绿色化学”法

1.3.3 水溶液合成法

1.4 纳米粒子的相转移及应用

1.4.1 形成配位化合键

1.4.2 直接配体交换

1.4.3 静电吸引

1.5 课题的提出和研究内容

第二章 CdTe纳米晶的合成及表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验药品

2.2.2 碲氢化钾的合成

2.2.3 CdTe纳米晶的合成

2.2.4 CdTe纳米晶的表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 吸收光谱

2.3.2 荧光光谱

2.3.3 HRTEM

2.3.4 XRD

2.3.5 红外

2.4 本章小结

第三章 CdTe纳米晶的可逆相转移研究

3.1 绪论

3.2 实验部分

3.2.1 实验药品及仪器

3.2.2 CdTe纳米晶从水相转移至有机相

3.2.3 CdTe纳米晶从有机相转移至水相

3.2.4 测试方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 CdTe纳米晶从水相向氯仿相转移

3.3.2 CdTe纳米晶从氯仿相转移回水相

3.3.3 相转移前后CdTe纳米晶的表征

3.4 本章小结

第四章 结论

参考文献

致谢

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