ZnO-ZnS核—殼結(jié)構(gòu)量子點雙光子吸收特性的研究.pdf

1、中圖分類號0 4 3 7U D C 5 3 5碩士學位論文學校代碼! Q 主三3密級 公開Z n O ／Z n S 核．殼結(jié)構(gòu)量子點雙光子吸收特性的研究T w o —p h o t o n a b s o r p t i o ni nZ n O ／Z n SC o r e ／S h e l lq u a n t u md o t s作者姓名：學科專業(yè)： 研究方向：學院( 系、所) ：指導教師：副指導教師：劉姝好凝聚態(tài)物理學非線性光學物理

2、與電子學院何軍教授論文答辯日期翌必篁目明 答辯委員會主席衄中 南 大 學2 0 1 4 年5 月中南大學碩士學位論文 摘要Z n 0 ／Z n S 核．殼結(jié)構(gòu)量子點雙光子吸收特性的研究摘要：與被廣泛研究的第一類核．殼結(jié)構(gòu)半導體量子點不同，基于Z n O為核的納米點復合材料是典型的第二類核．殼結(jié)構(gòu)。第二類核．殼結(jié)構(gòu)半導體，由于錯層結(jié)構(gòu)( 殼層的導帶、價帶能位比核心材料的導帶、價帶均高或均低) ，可以通過改變材料的核心半徑與殼層厚度等參數(shù)控

3、制其能位的相對移動，這樣，與其相關(guān)的各種物理過程，如：發(fā)射波長、輻射壽命、熒光量子產(chǎn)率、俄歇效應、激子．激子相互作用等都可以進行人工調(diào)節(jié)。研究第二類核一殼結(jié)構(gòu)半導體量子點的制備與非線性光學性質(zhì)不僅有理論方面的重要意義，而且在實際應用方面也有重要的價值。本論文針對以Z n O 為核的Z n O ／Z n S 核．殼結(jié)構(gòu)半導體量子點的制備與雙光子吸收效應進行了研究，研究內(nèi)容與結(jié)果如下：( 1 ) 采用水熱合成法制備以Z n O 為核的Z n

4、 O ／Z n S 、Z n O ／Z n S ／A g 核．殼結(jié)構(gòu)量子點，x 射線衍射分析、高分辨透射電子顯微鏡、選區(qū)電子衍射和掃描電子顯微鏡分析得出Z n O 核與Z n S 殼為六角結(jié)構(gòu)，覆蓋在表面的A g 納米點為立方結(jié)構(gòu)，平均尺寸為9 n m 。( 2 ) 通過紫外一可見吸收光譜得出Z n O ／Z n S 、Z n O ／Z n S ／A g 核一殼結(jié)構(gòu)量子點在二甲基甲酰胺( D M F ) 溶液中的最低激子躍遷波長是在3

5、5 0 n m 左右；通過比較Z n O 量子點與Z n O ／Z n S 核一殼結(jié)構(gòu)量子點的熒光光譜圖，可以發(fā)現(xiàn)Z n S 包覆Z n O 后，有效地減少了量子點的表面缺陷。相對于Z n O 量子點，Z n O ／Z n S 量子點的發(fā)光有了很大的增強。( 3 ) 利用波長為6 6 0 n m 的飛秒激光脈沖，通過開孔Z 掃描和泵浦．探測技術(shù)研究了Z n O ／Z n S 、Z n O ／Z n S ／A g 核．殼結(jié)構(gòu)量子點在不同光

6、強下的雙光子吸收特性。實驗結(jié)果表明，對于同種材料，光強越大，非線性吸收越大。而在相同光強下，Z n O ／Z n S ／A g 量子點的三階非線性吸收要比Z n O ／Z n S 的大。綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)Z n O ／Z n S 和Z n O ／Z n S ／A g 核．殼結(jié)構(gòu)量子點的雙光子吸收是一個瞬態(tài)的非線性過程，并且非線性吸收隨著激光光強的增大而增大，這說明在常溫下以Z n O 為核的納米復合材料在光電子器件方面具有巨大的應用前景