水溶CdTe基量子點(diǎn)的制備及性質(zhì)的研究.pdf

1、量子點(diǎn)具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，例如：尺寸依賴的發(fā)光、高的熒光量子產(chǎn)率、寬的激發(fā)光譜、窄的發(fā)射光譜、高的光穩(wěn)定性等，在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用領(lǐng)域顯示出重要的價(jià)值。對(duì)于量子點(diǎn)的合成，準(zhǔn)確控制量子點(diǎn)的尺寸、形貌和表面化學(xué)是至關(guān)重要的。由于傳統(tǒng)有機(jī)相合成的量子點(diǎn)具有成本高以及不能直接生物應(yīng)用等缺點(diǎn)，直接在水相中用各種含短鏈巰基的試劑作為穩(wěn)定劑合成Ⅱ-Ⅵ量子點(diǎn)是一種比較理想的替代油相合成的方法。本論文的主要工作如下：
　　 閃鋅礦型的CdTe量子點(diǎn)是

2、一種重要的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體發(fā)光量子點(diǎn)，我們用巰基乙酸和巰基丙酸作為穩(wěn)定劑合成了CdTe量子點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明穩(wěn)定劑的存在對(duì)量子點(diǎn)的生長(zhǎng)起到了很重要的作用。巰基乙酸修飾的CdTe量子點(diǎn)具有相對(duì)較高的熒光量子產(chǎn)率，最高達(dá)到60％，巰基丙酸修飾的CdTe量子點(diǎn)生長(zhǎng)速度更快，量子點(diǎn)的發(fā)光覆蓋整個(gè)可見光中從綠光到紅光的范圍。CdTe量子點(diǎn)最優(yōu)化的合成條件為pH=11，巰基乙酸/Cd的摩爾比為1.5/1。巰基乙酸修飾的CdTe量子點(diǎn)的熒光壽命隨著粒度的

3、增加而增加。
　　 在水溶液中將CdS殼層沉積在CdTe核上制得CdTe/CdS核殼量子點(diǎn)，由于CdS殼層的包覆，使得CdTe量子點(diǎn)的表面缺陷減少，量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)得到改善，這種核殼量子點(diǎn)的最高量子產(chǎn)率能達(dá)到67％。CdTe核量子點(diǎn)的表面包覆CdS殼層之后，熒光壽命從31ns增加到了79ns。CdTe核量子點(diǎn)和CdTe/CdS核殼量子點(diǎn)都顯示溫度依賴的熒光性質(zhì)，這主要和熱缺陷產(chǎn)生的非輻射復(fù)合有關(guān)。
　　 ZnS是一種無毒

4、且化學(xué)穩(wěn)定性好的殼層材料，但是ZnS和CdTe之間的晶格失配比較大，CdS作為中間過渡層可以使得ZnS的包覆效果比較好。ZnS殼層可以提供一個(gè)有效的保護(hù)，將電子和空穴限制在量子點(diǎn)中，同時(shí)CdS殼層位于ZnS和CdTe之間使得應(yīng)力減少，制備出光學(xué)性質(zhì)比較好的CdTe/CdS/ZnS多殼量子點(diǎn)。與CdTe/ZnS核殼量子點(diǎn)相比，CdTe/CdS/ZnS量子點(diǎn)具有更好的光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性，最高的量子產(chǎn)率能達(dá)到80％，為在生物方面的應(yīng)用提供了可能

5、。
　　 跟ZnS殼層比較，ZnO殼層具有更好的穩(wěn)定性。利用簡(jiǎn)單的共沉淀方法，在水溶液中直接在CdTe/CdS量子點(diǎn)表面沉積ZnO層。通過調(diào)整CdTe/CdS/ZnO量子點(diǎn)核的大小和殼層的厚度，發(fā)光波長(zhǎng)可以從綠光調(diào)整到紅光范圍。制得的CdTe/CdS/ZnO雙殼層量子點(diǎn)的最高量子產(chǎn)率可以達(dá)到80％。由于表面殼層的包覆，量子點(diǎn)的缺陷變少，熒光壽命隨著包覆的進(jìn)行有一個(gè)顯著的增加，例如CdTe(537nm)量子點(diǎn)的壽命為29.6ns，