在基于前體的溶液化學(xué)合成中,納米晶的生長規(guī)律與經(jīng)典結(jié)晶學(xué)中成核理論所預(yù)測的相距甚遠(yuǎn)。前體和表面參與的化學(xué)反應(yīng)對納米晶的形成有著決定性的作用、可能是揭示其機(jī)理的關(guān)鍵之一,然而對其的定量研究仍處于初步階段,其中對生長階段的研究更寥寥無幾。納米晶的幾何尺寸處于從分子到核、再到宏觀可觀測單晶的過渡區(qū)——結(jié)晶學(xué)最關(guān)鍵、最難以研究的尺寸范圍。尺寸處于量子限域效應(yīng)范圍內(nèi)的溶液半導(dǎo)體納米晶（量子點(diǎn)）提供了獨(dú)特的定量探測手段,可以準(zhǔn)確地給出納米晶的尺寸信息;通過選取合成方法和表面配體,人們也可通過簡單的測量手段獲取豐富的納米晶表面信息。因此,量子點(diǎn)是難得的研究晶體生長的模型體系。我們首先設(shè)計了 一種用于實(shí)現(xiàn)CdSe種子量子點(diǎn)外延生長的循環(huán)生長策略。在胺—十八烯（ODE）溶液中,使用與標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)體系相似的前體和反應(yīng)條件,每次只允許溶液中有一種前體存在（陽離子前體或陰離子前體）,前體與量子點(diǎn)表面異種原子的反應(yīng)使量子點(diǎn)表面生長上一層原子層,反應(yīng)結(jié)束后將量子點(diǎn)與前體溶液分離,進(jìn)行下一步反應(yīng)。經(jīng)過幾次循環(huán)生長得到的CdSe量子點(diǎn)具有與直接合成量子點(diǎn)相同的晶型和結(jié)晶性,說明這種合成框架可以用于研究CdSe量子點(diǎn)生長過... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 溶液量子點(diǎn)的基本性質(zhì)
        1.2.1 激子與量子限域效應(yīng)
        1.2.2 量子點(diǎn)的尺寸相關(guān)光學(xué)性質(zhì)
        1.2.3 可控的化學(xué)合成
    1.3 晶體自發(fā)/均相成核及生長的經(jīng)典理論
        1.3.1 LaMer經(jīng)典成核理論
        1.3.2 經(jīng)典晶體成核和生長理論的熱力學(xué)基礎(chǔ)——Gibbs方案和Gibbs-Thomson方程
    1.4 基于量子點(diǎn)體系的結(jié)晶學(xué)研究對經(jīng)典晶體成核和生長理論的挑戰(zhàn)
        1.4.1 晶核與納米晶的形貌
        1.4.2 尺寸自聚焦（Self-focusing）機(jī)理
        1.4.3 穩(wěn)定存在的原子團(tuán)簇
    1.5 化學(xué)反應(yīng)在晶體成核和生長過程中的重要角色
        1.5.1 前體活化反應(yīng)
        1.5.2 前體轉(zhuǎn)化速率對成核速率的影響
        1.5.3 溶解反應(yīng)對成核的影響
        1.5.4 成核動力學(xué)與化學(xué)反應(yīng)
        1.5.5 表面配體與表面反應(yīng)
    1.6 本文立意與工作概況
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖
    2.3 反應(yīng)前體的制備
        2.3.1 硒前體的制備
        2.3.2 鎘前體的制備
    2.4 樣品制備方法
        2.4.1 CdSe種子量子點(diǎn)的硒粉—ODE懸濁液熱注入合成法
        2.4.2 CdSe種子量子點(diǎn)的熵配體化
        2.4.3 CdSe種子量子點(diǎn)的氯仿—乙腈沉淀提純法
        2.4.4 初始半反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法
        2.4.5 硒表面半反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法
        2.4.6 鎘表面半反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法
        2.4.7 CdSe量子點(diǎn)循環(huán)生長的實(shí)現(xiàn)
        2.4.8 無胺參與反應(yīng)的硒表面半反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方法
        2.4.9 終止于初始半反應(yīng)第一步基元步驟的富硒原子表面CdSe量子點(diǎn)（“早期Se-QD”）的獲得方法
        2.4.10 以“早期Se-QD”為起始的硒表面半反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法
    2.5 樣品表征
        2.5.1 紫外-可見吸收光譜和熒光光譜測量
        2.5.2 傅里葉變換紅外光譜測量
        2.5.3 透射電子顯微成像
        2.5.4 X射線粉末衍射測試
    2.6 譜圖分析方法
        2.6.1 吸收譜圖的分析方法
        2.6.2 熒光譜圖的分析方法
        2.6.3 透射電子顯微圖片的分析方法
第三章 高質(zhì)量CdSe量子點(diǎn)的循環(huán)生長策略
    3.1 引言
    3.2 CdSe種子量子點(diǎn)的合成和純化
        3.2.1 CdSe量子點(diǎn)合成方法概述
        3.2.2 硒粉—ODE懸濁液法合成CdSe種子量子點(diǎn)
        3.2.3 CdSe種子量子點(diǎn)的熵配體化與純化
    3.3 前體的制備與使用選擇
        3.3.1 硒前體的活化方式與反應(yīng)后提純分離
        3.3.2 鎘前體的制備方法、使用選擇和反應(yīng)后粒子的純化
    3.4 高質(zhì)量CdSe量子點(diǎn)循環(huán)生長策略概述
    3.5 CdSe量子點(diǎn)循環(huán)生長的實(shí)現(xiàn)及表征
    3.6 本章小結(jié)
第四章 表面半反應(yīng)的研究方法:以初始半反應(yīng)為例
    4.1 引言
    4.2 初始半反應(yīng)定量研究反應(yīng)條件
    4.3 初始半反應(yīng)中量子點(diǎn)尺寸演化的動力學(xué)標(biāo)度
        4.3.1 反應(yīng)過程吸收光譜特征演化
        4.3.2 粒子間單體轉(zhuǎn)移可能性的排除
        4.3.3 CdSe量子點(diǎn)第一激子吸收峰位的演化
    4.4 初始半反應(yīng)中量子點(diǎn)表面配體演化的動力學(xué)標(biāo)度
        4.4.1 常用的表面配體含量測定方法
        4.4.2 初始半反應(yīng)中粒子表面配體紅外光譜的演化
        4.4.3 粒子表面配體與胺相互作用的排除
    4.5 初始半反應(yīng)中粒子形貌演化的標(biāo)度
    4.6 初始半反應(yīng)的基元步驟動力學(xué)
        4.6.1 初始半反應(yīng)的三個基元步驟
        4.6.2 三個基元步驟的動力學(xué)研究
    4.7 初始半反應(yīng)中三個基元步驟的耦合
    4.8 本章小結(jié)
第五章 循環(huán)生長的表面反應(yīng)動力學(xué)研究
    5.1 引言
    5.2 硒表面半反應(yīng)的研究
        5.2.1 鎘前體制備方法對硒表面半反應(yīng)的影響
        5.2.2 硒表面半反應(yīng)中粒子吸收光譜的變化
        5.2.3 硒表面半反應(yīng)中粒子表面配體紅外光譜的變化
        5.2.4 硒表面半反應(yīng)中粒子熒光強(qiáng)度的變化
        5.2.5 硒表面半反應(yīng)中粒子形貌的變化
        5.2.6 硒表面半反應(yīng)小結(jié)
    5.3 鎘表面半反應(yīng)的研究
        5.3.1 鎘表面半反應(yīng)粒子的吸收和紅外光譜演化
        5.3.2 鎘表面半反應(yīng)的兩步連續(xù)反應(yīng)模型
    5.4 循環(huán)生長兩個表面半反應(yīng)的基元步驟與活化能
        5.4.1 硒表面半反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型
        5.4.2 鎘表面半反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)模型
        5.4.3 表面半反應(yīng)的溫度相關(guān)性和反應(yīng)活化能
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介及博士期間研究成果



本文編號：3044736