CdS和CdSe量子點的雙液相體系合成與性能研究.pdf

1、量子點(quantum dots，QDs)又稱半導體納米晶，具有特異的光學和電學性能，在生物醫(yī)學、半導體器件、太陽能電池等諸多領域有著廣泛應用。采用簡單、綠色、可控的工藝合成性能優(yōu)異的量子點，一直是量子點研究與應用領域的重要方向。
　　本論文研究了在雙液相體系中制備CdS、CdSe量子點的方法，討論影響量子點生長的因素，并從熱力學、動力學角度分析了反應條件對量子點結構與性能的影響。雙液相體系制備量子點，推動了量子點合成化學的發(fā)展，

2、為量子點在生物檢測以及光學等領域的應用奠定了基礎。
　　(1)采用“一壺法”，以十八烯/甘油雙液相為反應體系合成CdS量子點。制備過程為所有的反應物，即氧化鎘，硫脲，十八烯，甘油和油酸，在室溫下直接加入三口燒瓶中，在氮氣氛圍下發(fā)生反應。與常用的兩相合成工藝相比，該方法工藝簡單，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。通過調控反應時間、反應溫度、前驅體摩爾比例，可以得到粒徑范圍在2.3~5.0nm的CdS量子點，其熒光發(fā)射峰的半峰寬(full wid

3、th at half maximum，F(xiàn)WHM)最小可達23nm。同時采用高的前驅體摩爾比和高反應溫度有利于合成粒度分布范圍窄、晶體表面結構完整的CdS量子點。單一增大前驅體摩爾比，會使合成CdS量子點的粒徑減??；單一升高反應溫度，則會使合成CdS量子點的粒徑增大。
　　(2)采用分步法，在十八烯/水雙液相體系中合成CdSe量子點。以乙酸鎘為鎘源，十二胺為包覆劑制備鎘前驅體作為油相；以硼氫化鈉還原硒粉制備硒前驅體作為水
　　

4、相。氮氣氛圍下，混合兩相，攪拌并加熱至100oC合成胺包覆的CdSe量子點。利用透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉紅外光譜(FT–IR)、熒光發(fā)射光譜(PL)、以及紫外–可見吸收光譜(UV–vis)表征CdSe量子點的形貌、尺寸及光學等性能。討論反應時間、反應溫度和前驅體摩爾比等參數(shù)對合成CdSe量子點尺寸、粒徑分布、結構和性能的影響。實驗結果表明不同尺寸的CdSe量子點可以在70~100oC，Cd/Se摩爾比2:1~8:1的條件下制得。

5、同時，合成的CdSe量子點具有較好的穩(wěn)定性。
　　(3)采用分步法，在十八烯/水雙液相體系中，以乙酸鎘為鎘源，十二胺為包覆劑制備鎘前驅體作為油相，以水合肼還原硒粉制備硒前驅體作為水相，制備CdSe量子點。實驗表明，十二胺濃度、反應溫度和前驅體摩爾比，可以影響CdSe量子點的表面狀態(tài)。以氧化鎘為鎘源，油酸為包覆劑制備鎘前驅體作為油相，以水合肼還原硒粉制備硒前驅體作為水相，制備“Magic-sized”CdSe納米團簇，并討論pH值對