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《硫化物量子點的水相合成與發(fā)光性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文摘要摘要近二十年來，發(fā)光半導(dǎo)體納米晶，特別是Ⅱ．Ⅵ族半導(dǎo)體納米晶(又稱量子點，QuantumDots)，以其優(yōu)越的光學(xué)性能，在光電轉(zhuǎn)換、熒光顯示、傳感器、生物熒光標(biāo)記等領(lǐng)域顯示了極大的應(yīng)用前景。本論文采用巰基水相合成法在空氣氣氛中分別制備CdS和Mn2+：ZnS量子點，探討了它們的發(fā)光性能：(1)采用巰基水相法，利用巰基乙酸作為穩(wěn)定劑，制備了CdS量子點，對制備工藝條件對CdS量子點的帶邊發(fā)光性能的影響進(jìn)行了詳盡討論，結(jié)果表明：Cd前驅(qū)體濃度較大和TGA／Cd比例較低時，反應(yīng)溶液中自由Cd
2、2+離子越多，對量子點的表面重構(gòu)越有利，量子點的表面結(jié)構(gòu)越完善，其帶邊發(fā)光也就越強(qiáng)。本文實驗中，在Cd前驅(qū)體濃度為75mM，TGA／Cd比例為1．2時，得到的CdS量子點具有最高的帶邊發(fā)光。(2)采用巰基水相法，利用巰基乙酸作為穩(wěn)定劑，制備了CdS量子點，對制備工藝條件對CdS量子點的表面態(tài)發(fā)光性能的影響進(jìn)行了詳盡討論，結(jié)果表明：Cd／S比例越大，S空位越多，由S空位產(chǎn)生的表面態(tài)發(fā)光強(qiáng)度也就越大。而當(dāng)Cd／S比例超過一定值時，會使得CdS量子點的結(jié)晶性下降，使得量子點表面的非輻射復(fù)合中心增多，發(fā)光強(qiáng)度
3、降低。TGA／Cd比例較高時，反應(yīng)溶液中自由Cd2+就較少，量子點表面缺陷也就越多，表面態(tài)發(fā)光液就越強(qiáng)，而當(dāng)TG～℃d比例過高，又將引起晶粒的粗化，使得量子點表面的非輻射復(fù)合中心增多，這會造成表面態(tài)發(fā)光強(qiáng)度會下降。本文實驗中，在Cd／S比例為2，TGA／Cd比例為1．8時，得到的CdS量子點具有最高的表面態(tài)發(fā)光強(qiáng)度。(3)水相共沉淀法制備Mn2+：ZnS量子點，由于ZnS與MnS的溶度積相差巨大，在水溶液中利用S2。均勻地共沉淀Zn2+和Mn2+爿[E常困難。我們利用巰基乙酸為配體，先分別和Zn2+及
4、mn2+形成Zn．(TGA)x和Mn-(TGA)x配合物，有效的縮小了兩者溶度積之間的差距，從而使Mn2+均勻的摻雜進(jìn)ZnS晶格，成功地制備了較高發(fā)光效率的Mn2+：ZnS量子點，并討論了工藝參數(shù)對其發(fā)光性能的影響，結(jié)果表明：Mn2+的4Tl一6Al發(fā)光強(qiáng)度隨著Mn2+摻雜濃度的增大逐漸增強(qiáng)，當(dāng)Mn2+摻雜量超過1．5％時，Mn2+過多，Mn2+彼此之間的距離接近，形成Mn．Mn離子對，在№2+離子對之間發(fā)生能量漂移，從而使Mn2+的4Tl一6A1發(fā)光強(qiáng)度會逐漸降碩士學(xué)位論文摘要低。TGA／(Zn+M
5、n)I：1二例越大，高級配合物的量也越大，釋放陽離子的速度也越緩慢，更有利于均勻的共沉淀Zn2+和Mn2+，Mn2+在ZnS晶格中的分布也就更均勻，而TGA／(Zn+Mn)LL例較低時溶液中主要以低級配合物存在，這就有利于對量子點表面能進(jìn)行更好的重構(gòu)，量子點結(jié)構(gòu)更加完善，lVln2+在ZnS晶格中的周圍環(huán)境也就越均一，因此隨著TGA／(Zn+Mn)I：1",例的增加，Mn2+：ZnS量子點的4T1—6A1發(fā)光先增強(qiáng)后減弱。本文實驗中，在Mn2+摻雜濃度為1．5％，TGA／(Zn+Mn)l：t例為1．8
6、時，得到的Mn2+：ZnS量子點的4Tl一6A1發(fā)光效率最高。(4)在水相體系中我們首次采用成核摻雜技術(shù)成功地制備出發(fā)光效率較高且光穩(wěn)定性較好的Mn2+：ZnS量子點，探討了制備工藝條件對其發(fā)光性能的影響，結(jié)果表明：MnS內(nèi)核粒徑越小，Mn2+越接近最后量子點的中心，離表面缺陷越遠(yuǎn)；Mn2+所處的摻雜環(huán)境就越均一，這就減小了Mn2+．Mn2+離子對的形成；在MnS內(nèi)核和ZnS殼層之間形成的擴(kuò)散界面越有利于Mn2+的擴(kuò)散，因此得到的Mn2+：ZnS量子點發(fā)光效率也就越高。MnZ+：ZnS量子點表面包覆一
7、層ZnS外殼，抑制電子和空穴在表面缺陷處的復(fù)合過程，從而達(dá)到增強(qiáng)熒光的目的。成核摻雜技術(shù)制備的Mn2+：ZnS量子點比共沉淀法制備的Mn2+：ZnS量子點具有更好的光學(xué)穩(wěn)定性，成核摻雜制備的Mn2+：ZnS量子點在空氣中暴露42天后，其熒光下降不到5％，而傳統(tǒng)共沉淀摻雜制備的Mn2+：ZnS量子點其熒光強(qiáng)度下降了近70％。關(guān)鍵詞：硫化鎘，錳摻雜硫化鋅，量子點，發(fā)光性能Ⅱ碩士學(xué)位論文ABSTRACTThestudyofsemiconductornanocrystals．especiallyII．Ⅵsem
8、iconductornanocrystals(alsonamedquantumdots，QDs)，havereceivedwideattentioninthepasttwodecadesfortheiruniquephysicochemicalproperties，suchasfluorescentproperty，non-linearopticalpropertyandSOon．Nowadays，inmanyfields，researchesonthe
