核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的晶型控制合成及性質(zhì).pdf

1、三十多年來，溶液半導(dǎo)體納米材料由于其尺寸相關(guān)的光學(xué)性質(zhì)與溶液相合成的工藝從而被廣泛研究。因?yàn)榱孔酉抻蛐?yīng)，膠體半導(dǎo)體納米晶體也被稱為量子點(diǎn)。量子點(diǎn)的粒徑與紫外-可見光吸收光譜（UV-Vis）和熒光發(fā)射光譜(Photoluminescence)緊密相關(guān)，這使得光譜學(xué)成為研究量子點(diǎn)一種簡(jiǎn)易且十分有效的手段。其次，量子點(diǎn)具有優(yōu)良的光學(xué)性能，同傳統(tǒng)的熒光染料相比，其熒光發(fā)射峰位能連續(xù)可調(diào)，熒光發(fā)射峰的半高全寬(FullWidth at Half

2、 Maxmium，F(xiàn)WHM)窄，熒光量子效率(Photoluminescence Quantum Yield，PLQY)高，化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性高。這些獨(dú)特的性質(zhì)，使得量子點(diǎn)在光電-電光轉(zhuǎn)換、熒光顯示、生物熒光標(biāo)記以及傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用具有極大的前景。
　　硒化鎘(CdSe)量子點(diǎn)由于其合成方法相對(duì)成熟、且發(fā)射光譜接近于可覆蓋全可見光區(qū)，成為了量子點(diǎn)合成、應(yīng)用領(lǐng)域中的經(jīng)典模型系統(tǒng)。在室溫條件下，CdSe的體相晶體以兩種不同晶格出現(xiàn)，

3、分別為纖鋅礦型（wurtzite，六方晶格）和閃鋅礦型(zinc-blende，面心立方晶格)結(jié)構(gòu)。但是，CdSe量子點(diǎn)晶型控制的研究一直是該領(lǐng)域一個(gè)挑戰(zhàn)性課題。本文主要以閃鋅礦型CdSe量子點(diǎn)作為模型，外延生長(zhǎng)CdS、ZnS材料，控制合成條件以獲得核殼結(jié)構(gòu)晶型一致的量子點(diǎn)。為了達(dá)到降低體系反應(yīng)溫度的要求，采用了二乙基二硫代氨基甲酸鎘（鋅）為單一反應(yīng)前體，以伯胺作為單前體的反應(yīng)活化劑。對(duì)于CdSe/CdS核殼結(jié)構(gòu)納米晶體系，成功合成了閃

4、鋅礦型(zinc-blende)結(jié)構(gòu)的CdSe/CdS核殼結(jié)構(gòu)納米晶體。與傳統(tǒng)的纖鋅礦型(wurtzite)結(jié)構(gòu)的CdSe/CdS核殼結(jié)構(gòu)納米晶體相比較，新型結(jié)構(gòu)具有更高的熒光量子效率，更窄的熒光半高全寬，以及熒光壽命衰減單通道的特性。這些特性，使得該類新型量子點(diǎn)在熒光閃爍(blinking)以及能量轉(zhuǎn)移(FRET)等研究方向上具有很大的潛力。并且，由于改進(jìn)的合成方法更加簡(jiǎn)易、高效，可以促使量子點(diǎn)的研究可以進(jìn)一步被推廣。
　　對(duì)于

5、CdSe/ZnS體系，成功合成了薄層(2 ML，2 mono layers)的閃鋅礦型的CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)納米晶體。但由于CdSe與ZnS的晶格失配(12％)過大，使得ZnS材料很難在后續(xù)的生長(zhǎng)過程中保持均勻生長(zhǎng)，而是類似于薄膜生長(zhǎng)過程中的Stranski-Krastanov生長(zhǎng)方式，形成單獨(dú)的ZnS小島。2ML CdSe/ZnS量子點(diǎn)，其熒光的衰減方式為單通道衰減，而后續(xù)非均勻生長(zhǎng)的ZnS使得衰減方式變?yōu)殡p通道。由于晶格失配過大