基于CdSe的核殼半導(dǎo)體納米晶的結(jié)構(gòu)及熒光性質(zhì)研究.pdf

1、半導(dǎo)體納米晶又常被稱為量子點(diǎn)，這類材料通過(guò)隨粒徑變化的熒光顏色直觀地展示了納米材料的量子尺寸效應(yīng)，并作為一種全新的無(wú)機(jī)發(fā)光材料，在生物、醫(yī)學(xué)、光電器件、太陽(yáng)能等領(lǐng)域的應(yīng)用都被寄予極高的期望。
　　 本文首先對(duì)核殼結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體納米晶進(jìn)行了基于晶體結(jié)構(gòu)差異的研究。以纖鋅礦結(jié)構(gòu)(WZ)的CdSe為核的核殼納米晶在近十多年一直是材料研究領(lǐng)域的主要研究對(duì)象，并且在應(yīng)用中也受到廣泛的青睞；而近幾年出現(xiàn)的閃鋅礦結(jié)構(gòu)(ZB)的CdSe卻極少被用在

2、核殼納米晶的研究中。本文從核殼納米晶的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、熒光性質(zhì)等幾個(gè)方面研究發(fā)現(xiàn)，基于ZB-CdSe的核殼納米晶的發(fā)光性質(zhì)要好于以傳統(tǒng)的WZ-CdSe為核的樣品，更加適合于在醫(yī)學(xué)標(biāo)記和檢測(cè)上的應(yīng)用，并且實(shí)驗(yàn)步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，也更適合于規(guī)?；牧慨a(chǎn)。
　　 在核殼納米晶上本文還進(jìn)行了CdSe/ZnS的結(jié)構(gòu)演化研究。由于優(yōu)異的發(fā)光性能和穩(wěn)定性，CdSe/ZnS長(zhǎng)期以來(lái)一直是最受關(guān)注并且在應(yīng)用研究中使用最廣泛的核殼納米晶，但對(duì)其結(jié)構(gòu)變化的

3、研究一直鮮有報(bào)道；另一方面，近年來(lái)許多異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米晶的形貌從最初量子點(diǎn)的“點(diǎn)”狀逐漸演化出了多種形狀，它們?cè)诙鄠€(gè)領(lǐng)域的研究中被寄予厚望。本文以ZB-CdSe為核，在其表面包裹ZnS，通過(guò)對(duì)ZnS生長(zhǎng)溫度的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)CdSe/ZnS納米晶具有隨溫度演化的形貌，其中在240°C時(shí)具有類似甲烷分子的四足體結(jié)構(gòu)；但溫度更高時(shí)CdSe和ZnS界面間的熔合會(huì)破壞四足體結(jié)構(gòu)，并且伴隨著明顯的熒光藍(lán)移現(xiàn)象。同時(shí)，本部分研究還發(fā)現(xiàn)CdSe/ZnS四足體中Z

4、nS的生長(zhǎng)具有不穩(wěn)定性，當(dāng)其生長(zhǎng)至一定程度時(shí)便會(huì)由于晶體缺陷而產(chǎn)生明顯分叉結(jié)構(gòu)，使整體的發(fā)光效率降低。
　　 本文最后研究了CdZnSeS合金納米晶，它克服了CdSe納米晶的發(fā)光難以達(dá)到藍(lán)色至綠色波長(zhǎng)區(qū)域，并且合成步驟簡(jiǎn)單。本部分實(shí)驗(yàn)使用了十二硫醇參與納米晶合成的反應(yīng)，一方面它能在高溫下分解，作為硫元素的前驅(qū)物在納米晶表面形成一層薄薄的ZnS包覆層，另一方面它能很好的限制納米晶成型時(shí)顆粒的長(zhǎng)大，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)中對(duì)Cd和Zn兩種元素比