ZnSe量子點(diǎn)的制備及其發(fā)光性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體量子點(diǎn)( Quantum dots, QDs)具有量子尺寸效應(yīng)，表現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)性能，作為熒光探針，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到廣泛的研究與應(yīng)用。與有機(jī)染料相比，量子點(diǎn)具有激發(fā)光譜寬，發(fā)射光譜可調(diào)、窄且對(duì)稱，斯托克斯位移較大，光穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。目前常用的是含Cd的量子點(diǎn)(CdS、CdTe、CdSe)，這些量子點(diǎn)顯示出很高的發(fā)光效率，但因其生物毒性問題，使其應(yīng)用受到許多限制。寬帶隙ZnSe量子點(diǎn)能夠克服Cd類量子點(diǎn)的生物毒性，但其發(fā)光效率不高

2、，因此，合成高發(fā)光效率的、水溶的、發(fā)光顏色可調(diào)的ZnSe類量子點(diǎn)成為本課題研究的主要目的。
　　 本論文采用化學(xué)共沉淀法，在水溶液中，以巰基乙酸(TGA)為穩(wěn)定劑，分別以Se粉、醋酸鋅為Se源、鋅源，油浴回流，合成發(fā)藍(lán)光的ZnSe量子點(diǎn)。利用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、形貌進(jìn)行表征，結(jié)果表明，合成的ZnSe量子點(diǎn)屬于閃鋅礦結(jié)構(gòu)，呈近似球形，粒徑大小約為3nm。通過熒光光譜的變化，考察了油浴溫度、

3、回流時(shí)間、NaHSe加入量、TGA用量、pH值等條件的變化對(duì)ZnSe量子點(diǎn)熒光性能的影響，結(jié)果表明，在低溫(90℃)下，反應(yīng)物摩爾比醋酸鋅：TGA:Se粉=1:1.2:0.125,pH值為10.5，回流3h，合成的ZnSe量子點(diǎn)熒光性能最好。將合成的樣品進(jìn)行紫外照射時(shí)發(fā)現(xiàn)，紫外照射有利于修飾其表面缺陷，從而提高其熒光強(qiáng)度。初步研究探討了ZnSe量子點(diǎn)的生長(zhǎng)機(jī)理，發(fā)現(xiàn)其符合制備納米顆粒的經(jīng)典理論---Ostwald熟化機(jī)理。
　　

4、 在合成ZnSe量子點(diǎn)的基礎(chǔ)上，制備出摻雜的、發(fā)綠光的ZnSe:Cu量子點(diǎn)，通過XRD、TEM分析發(fā)現(xiàn)，摻雜后的ZnSe:Cu量子點(diǎn)屬于閃鋅礦結(jié)構(gòu)，粒徑大小約為6nm，呈近似球形?？疾炝嘶亓鲿r(shí)間、TGA用量、pH值、Cu摻雜量等反應(yīng)條件的改變對(duì)其熒光性能的影響，結(jié)果表明，在反應(yīng)物摩爾比醋酸鋅：TGA:Se粉=1:2.0:0.125，pH為9.5，Cu2+離子摻雜量為1.5％，反應(yīng)2h，得到的ZnSe:Cu量子點(diǎn)具有較好的熒光性能。對(duì)Zn

5、Se:Cu量子點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，放置30天后，ZnSe:Cu量子點(diǎn)溶液無沉淀生成，熒光強(qiáng)度有所增加。
　　 論文還對(duì)ZnSe:Mn量子點(diǎn)的制備、表征以及發(fā)光性能進(jìn)行了研究，并初步探討了ZnSe:Mn量子點(diǎn)的摻雜生長(zhǎng)機(jī)理。在水相中合成ZnSe:Mn量子點(diǎn)屬于成核摻雜，即先生成MnSe晶核，再生成ZnSe殼層，即得到MnSe/ZnSe核殼結(jié)構(gòu)的ZnSe:Mn量子點(diǎn)。通過熒光光譜對(duì)其發(fā)光性能進(jìn)行表征，研究了TGA用量、pH值、M