CdSe量子點及Fe-,3-O-,4--CdSe復(fù)相量子點的制備與性能表征.pdf

1、半導(dǎo)體量子點獨特的光學(xué)性能使其在光電器件、生物成像、熒光標(biāo)記等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，而磁性納米微粒在核磁共振成像、藥物載體等方面也具有重要的應(yīng)用價值。量子點和磁性微粒單獨使用時只能提供給人們一種功能，如果能制備兼具量子點發(fā)光性能和納米磁性微粒磁性能的量子點/磁性微粒復(fù)合物，則可以大大拓展量子點和磁性納米微粒的應(yīng)用范圍，相關(guān)研究具有重要的科學(xué)研究價值和廣泛的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用前景。
　　 本文采用金屬有機化合物高溫?zé)岱纸夥椒ê铣蒀dS

2、e量子點、Fe3O4磁性納米微粒及Fe3O4/CdSe復(fù)相量子點，采用紫外－可見光譜(UV-Vis)、熒光光譜(PL)、透射電子顯微鏡(TEM，HRTEM)、X-射線衍射分析(XRD)、多功能材料物理特性測量系統(tǒng)(PPMS)等測試手段，表征合成產(chǎn)物的物相、光學(xué)、磁學(xué)性能。重點研究了反應(yīng)時間、Cd：Se比、配體對CdSe半導(dǎo)體量子點及復(fù)合物發(fā)光性能、顆粒形貌等的影響，并對長時間反應(yīng)條件下CdSe量子點發(fā)光性能變化起因進行了較為詳細的研究和

3、分析。
　　 對影響尺寸的反應(yīng)參數(shù)研究結(jié)果表明，反應(yīng)時間和Cd：Se比等參數(shù)可以作為CdSe量子點尺寸的重要調(diào)控手段。隨著反應(yīng)時間的增加，CdSe量子點的吸收和發(fā)射峰位均往長波方向移動，量子點尺寸不斷增大；在相同反應(yīng)時間條件下，Cd：Se比越小，則量子點尺寸越大。隨反應(yīng)時間的延長，不同Cd：Se比合成量子點的量子產(chǎn)率都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢；且Cd：Se比越小，發(fā)生量子產(chǎn)率下降的反應(yīng)時間越短。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，在較長時間

4、制備的CdSe量子點樣品(cd：Se=1：2)的發(fā)射圖譜中出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象，結(jié)合TEM結(jié)果分析判定此現(xiàn)象發(fā)生的主要原因如下：當(dāng)延長反應(yīng)時間，進入到顆粒生長的熟化區(qū)后，部分晶粒發(fā)生異常長大，導(dǎo)致反應(yīng)體系中存在不同尺寸分布的量子點.晶粒異常長大的過程可能為：①隨反應(yīng)時間的增加，體系單體濃度降低，晶粒發(fā)生Ostwald熟化，小顆粒消失變成大顆粒。②部分大顆粒間發(fā)生粘連和團聚，尺寸快速長大。
　　 對CdSe量子點的形貌調(diào)控及其與發(fā)光性能關(guān)

5、聯(lián)規(guī)律的研究表明，采用TDPA作為配體，對Cd前驅(qū)液進行保溫處理有利于獲得柱狀量子點；在一定的長徑比范圍內(nèi)，柱狀量子點的發(fā)光性能優(yōu)于球狀量子點。
　　 Fe3O4磁性顆粒合成的實驗結(jié)果表明，將金屬有機化合物Fe(acac)3，在1，2十二烷二醇、油酸、芐基醚、ODA有機配體和溶劑存在條件下，通過高溫?zé)岱纸夥磻?yīng)可以獲得單分散性好、結(jié)晶度高的Fe3O4磁性顆粒，顆粒平均尺寸約為6—8nm；在室溫下顯示超順磁性，飽和磁化強度約為51.

6、4emu/g。
　　 采用兩步法合成Fe3O4/CdSe復(fù)相量子點的研究表明，通過Fe3O4納米磁性微粒作為異相成核界面生長CdSe量子點的途徑，可以獲得同時具備發(fā)光和磁性能的量子點/磁性微粒復(fù)合物。復(fù)相量子點具有優(yōu)異的發(fā)光性能：如發(fā)射峰窄(最窄半高寬約28nm)，熒光量子產(chǎn)率高(未經(jīng)特殊鈍化處理，最高達27.8％)，室溫下顯示超順磁性，飽和磁化強度約為0.92emu/g。在目前的合成反應(yīng)條件下，結(jié)合HRTEM等測試結(jié)果分析認為

7、，F(xiàn)e3O4/CdSe復(fù)相量子點可能存在兩種形成機制：一種是以磁性微粒作為異相成核界面，通過共格面形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)體；另一種是通過Fe3O4與CdSe表面有機配體的相互作用，形成中心為Fe3O4顆粒、外層為CdSe量子點的“類雙分子層結(jié)構(gòu)”。
　　 通過改變反應(yīng)時間和Cd：Se比對Fe3O4/CdSe復(fù)相量子點發(fā)光性能的研究表明：隨著反應(yīng)時間的增加，樣品吸收、發(fā)射峰位均向長波方向移動，表明隨反應(yīng)生長時間增加，CdSe量子點不斷長大；

8、不過當(dāng)其尺寸長大到一定程度時，受晶格應(yīng)變等條件限制將停止長大。在相同的反應(yīng)時間條件下，改變Cd：Se比雖然對復(fù)相量子點熒光發(fā)射峰位影響不大，但對產(chǎn)物的量子產(chǎn)率影響很大。在本實驗設(shè)計Cd：Se比范圍內(nèi)，隨著Cd：Se比的減小，樣品量子產(chǎn)率不斷提高，最高量子產(chǎn)率約為27.8％。
　　 通過不同配體對Fe3O4/CdSe復(fù)相量子點產(chǎn)物的合成和性能研究表明：采用ODA作為表面配體時，可以獲得具有優(yōu)良發(fā)光性能的復(fù)相量子點；而采用TDPA作