電子束輻射法制備Ⅱ-Ⅵ族納米半導體量子點及其光學性能研究.pdf

1、Ⅱ-Ⅵ族半導體量子點由于具有獨特的光學特性而引起人們廣泛的興趣。量子點的粒徑一般介于1-10nm之間，由于電子和空穴被量子限域，顯示出極強的量子限域效應，因此在太陽能電池、發(fā)光器件和光學生物標記等領域具有廣泛的應用價值。本論文中引入新的方法即電子束輻射法一步快速合成四種Ⅱ-Ⅵ族半導體量子點，并對產物進行了詳細的表征及光學性能測試。該法相對于傳統的制備納米半導體材料的方法，主要優(yōu)點在于：制備工藝簡單，可在常溫下進行，原料低毒或無毒，反應周

2、期短，產物的尺寸及形貌可控，具有工業(yè)化大規(guī)模生產的前景。本論文主要內容包括：
　　 一、半導體量子點采用電子束輻射法在水相中制備了水溶性的SnSe和CdS量子點，該方法簡單、快速、綠色和高效，產物具有粒徑小、單分散性良好和水溶性等優(yōu)點。
　　 (1)以SnCl2·2H2O和Na2SeO3為反應源，過量的NaOH為絡合劑，十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為表面活性劑，首次采用電子束輻射法簡單快速地制備出了單分散性良好的Sn

3、Se量子點。CTAB包覆在SnSe納米粒子的表面，使其具有較好的水溶性，通過控制CTAB的用量，制備出粒徑從3nm到60nm的SnSe納米顆粒，同時提出SnSe納米晶的可能的形成機理。本工作在探尋綠色、高效、一步合成出性能優(yōu)良且大小可控的SnSe半導體納米晶方面，取得了新的進展。
　　 (2)以Cd(Ac)2·2H2O和硫脲為反應源，EDTA為穩(wěn)定劑，用NaOH調節(jié)溶液pH值為中性，在電子束下進行輻照，得到了水溶性極強的CdS量

4、子點。所制備的產物是六方纖維鋅礦型CdS納米晶，單分散良好，粒徑平均大小為3nm。紫外可見光譜和熒光光譜表明所得產物在420nm處發(fā)射藍色熒光，發(fā)生了明顯的藍移，CdS量子點特殊的光學特性和生物相容性使其在生物熒光探針材料方面有潛在的應用。同時對不同的輻射劑量和pH值對產物的光學性質及形貌的影響進行了研究，對可能的反應機理進行了詳細的闡述。
　　 二、有機-無機雜化納米材料有機-無機雜化納米材料是近年來納米材料領域中新興的一種復

5、合材料，是由有機和無機先驅源構成的在納米尺寸范圍內、具有周期性和有序排列的分子內雜化的復合材料。該類材料結合了有機和無機物的雙重功能特性，具有良好的光學、電學和磁性等特性，相對于傳統的塊體材料甚至納米單晶具有更強的量子限域效應。因此，有機-無機雜化納米材料的合成及應用成為近些年納米技術的研究熱點。
　　 有機-無機雜化納米材料的合成一般采用溶劑熱法，以有機胺類小分子為溶劑和模板，在長時間高溫加熱的實驗條件下得到具有特殊空間構型的