硅納米粒子的發(fā)光調控及還原性能的研究.pdf

1、硅材料具有資源豐富、價格相對低廉、禁帶寬度較窄、生物無毒性等諸多優(yōu)點，是最重要的半導體材料，同是也將是未來微納米光電集成的基礎材料。由于量子限制效應的影響，納米硅具有不同于本體硅的獨特光電性能，在發(fā)光、光伏、探測等領域均具有廣闊的應用前景。論文的第一章綜述了納米硅的發(fā)光機理、制備方法、性能改進及其應用的研究進展；著重提出從硅納米粒子的表面缺陷態(tài)角度出發(fā)，調控其發(fā)光性能，實現(xiàn)硅納米粒子發(fā)射白色熒光，以及硅納米粒子在其他領域應用的拓展。

2、r>　　 論文的第二章描述了利用濕化學的方法，制備表面修飾基團不同的硅納米粒子。在優(yōu)化實驗條件的基礎上，通過加入不同體積位阻的氨基基團進行修飾，得到3種具有不同表面基團的硅納米粒子。采用透射電鏡(TEM)，紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)，熒光激發(fā)光譜(PLE)和發(fā)射光譜(PL)等手段對不同表面基團的硅納米粒子的結構和發(fā)光性質進行了表征。結果表明粒徑相似（均為5nm左右）、表面基團不同的3種硅納米粒子表面具有不同的發(fā)光中心，分別對應

3、于藍、綠、紅光波段；同時，經(jīng)過表面修飾后的硅納米粒子其發(fā)光穩(wěn)定性也得到顯著提高。進一步地，將具有發(fā)射藍、綠、紅光的硅納米粒子以一定比例在乙醇中混合，得到的混合溶液在紫外燈照射下能發(fā)射白光。經(jīng)過定時觀察，該白色熒光較為穩(wěn)定，一個月內發(fā)光強度基本不衰減。通過對單獨粒子和混合粒子熒光性質的研究，提出該白色熒光的產(chǎn)生主要歸因于不同硅納米粒子之間存在一個能量轉移的過程。
　　 論文的第三章側重研究濕化學法制備的硅納米粒子對重金屬離子的還原

4、行為。利用XRD、UV-Vis等手段證實硅納米粒子能夠還原諸如Au3+、Ag+、Cr6+等重金屬離子，但無法還原Cu2+，其還原能力介于銀和銅之間。提出反應的發(fā)生受熱力學控制，并和硅納米粒子的小尺寸效應和表面活性等因素相關。根據(jù)硅納米粒子能還原Cr6+的性質以及Cr6+特征紫外吸收峰強度與濃度的定量關系，利用標準曲線滴定法，測得了所制備的硅納米粒子溶液的濃度為0.015mol/L，產(chǎn)率為46.1％，并分析了可能影響實驗結果的因素。