量子點(diǎn)因其發(fā)射光譜分布對(duì)稱,單一波長(zhǎng)激發(fā),寬度窄,穩(wěn)定性高,不易光解并且依賴于尺寸大小的特點(diǎn),使得它與傳統(tǒng)的有機(jī)染料熒光探針相比,更適合作為熒光探針。量子點(diǎn)熒光探針材料分鎘系量子點(diǎn)和鋅系量子點(diǎn),其中鋅系量子點(diǎn)因其低毒性成為熒光探針?lè)较蛑耸挚蔁岬脑掝}。核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)可修飾單獨(dú)的量子點(diǎn)的表面缺陷,使其穩(wěn)定性提高,同時(shí)改善其發(fā)光性能。本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對(duì)傳統(tǒng)的水相合成法進(jìn)行改進(jìn),摒棄了傳統(tǒng)水相相合成法高溫高壓等苛刻的實(shí)驗(yàn)條件、昂貴的成本、復(fù)雜的操作步驟和可能對(duì)環(huán)境造成污染的副產(chǎn)物,采用常溫常壓下紫外光催化的水相合成法制備ZnSe/ZnS量子點(diǎn)。以二水合醋酸鋅（Zn（CH₃COO）₂·2H₂O）為主體,以亞硒酸鈉（Na₂SeO₃）為配體,以硫基乙酸（TGA）谷胱甘肽（GSH）為封閉劑,原料經(jīng)濟(jì)易得,符合綠色環(huán)保要求,操作安全簡(jiǎn)便。通過(guò)調(diào)節(jié)pH值、光照時(shí)間、反應(yīng)物配比等實(shí)驗(yàn)條件,探索制備具有良好色散、時(shí)間穩(wěn)定性和發(fā)光特性的ZnSe/ZnS量子點(diǎn)核殼結(jié)構(gòu)的最佳生長(zhǎng)條件并比較了TGA、GSH和ZnSe... 

【文章來(lái)源】：山東師范大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

半導(dǎo)體材料受限維度（a）及其相對(duì)電子態(tài)密度影響（b）示意圖

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文3由此產(chǎn)生量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、庫(kù)侖阻塞效應(yīng)、介電限域效應(yīng)等。受表面缺陷和雜質(zhì)的影響，單個(gè)分散的量子點(diǎn)非輻射復(fù)合中心多，量子產(chǎn)率較低。為了解決這一問(wèn)題，人們想到了建立一個(gè)核殼結(jié)構(gòu)，量子點(diǎn)外面的殼層，能夠限制半導(dǎo)體中的載流子，使其表面鈍化，從而有效提高量子點(diǎn)的熒光產(chǎn)率和穩(wěn)定性。圖1-2Type-I和Type-II兩種類型核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的能級(jí)結(jié)構(gòu)根據(jù)半導(dǎo)體納米晶不同材料的能帶寬度，不同的內(nèi)核與外殼的能帶位置，將核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)分成Type-I和Type-II兩種類型。如圖1-2所示，Type-I型核殼結(jié)構(gòu)如：ZnSe/ZnS,CdSe/CdS，CdTe/CdS,CdSe/ZnSe,CdS/ZnS等，它們的導(dǎo)帶外層高于內(nèi)核，而價(jià)帶外層低于內(nèi)核，電子和空穴載流子均被限制在內(nèi)核內(nèi)。帶隙或產(chǎn)生輕微紅移，或基本保持不變，量子產(chǎn)率和穩(wěn)定性與單獨(dú)的量子點(diǎn)相較均有顯著提高。Type-II型核殼結(jié)構(gòu)如：CdS/ZnSe，CdSe/ZnTe，CdTe/CdSe等，內(nèi)核的價(jià)帶與導(dǎo)帶均低于或高于外殼，此時(shí)其中一種載流子會(huì)被限制于核內(nèi)，而另一種載流子則限制于殼層內(nèi)。1.2.2量子點(diǎn)效應(yīng)1、量子尺寸效應(yīng)當(dāng)材料處于納米尺寸時(shí)，隨著粒徑的減小，半導(dǎo)體納米晶呈現(xiàn)出與塊體材料不同的光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)，當(dāng)尺寸下降到某一臨界值時(shí)，金屬費(fèi)米子能級(jí)由原來(lái)的連續(xù)狀態(tài)變?yōu)?

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖1-3體相半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光致發(fā)光原理圖[22]多樣的表面缺陷有多樣的缺陷能級(jí)，能夠引起熒光發(fā)射光譜大范圍的波動(dòng)。有研究報(bào)道，半導(dǎo)體納米晶表面缺陷導(dǎo)致的發(fā)光能夠?qū)⑵浒l(fā)光范圍延伸到正常致光達(dá)不到的波長(zhǎng)[27-29]。因此，人們擴(kuò)展了半導(dǎo)體納米晶的制備方法，想要通過(guò)控制表面缺陷得到更廣熒光發(fā)射光譜。但是表面缺陷難以控制，使得這一想法有待更深入的研究。（3）通過(guò)雜質(zhì)能級(jí)復(fù)合在單純的半導(dǎo)體納米晶中摻雜少量的過(guò)渡金屬離子或者稀土離子類雜質(zhì)，制備了復(fù)合型半導(dǎo)體納米晶，也叫摻雜型半導(dǎo)體納米晶。由于加入了另一種復(fù)合中心并且復(fù)合中心的數(shù)量非常少，使得摻雜型半導(dǎo)體納米晶，不僅出現(xiàn)了新的禁帶能級(jí)，并且能夠保證不改變?cè)瓉?lái)量子點(diǎn)的晶型，使其表現(xiàn)出異于其他類型的光學(xué)特性。N.Bhargva等在1994年首次公布了Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)的研究。研究顯示，粒徑7nm的ZnS:Mn量子點(diǎn)當(dāng)粒徑減小一半時(shí)其量子效率提升了18倍。這就大大擴(kuò)寬了量子點(diǎn)的應(yīng)用范圍。通過(guò)對(duì)Mn2+濃度的控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)能級(jí)的調(diào)整，為了增強(qiáng)半導(dǎo)體納米晶母體和雜質(zhì)粒子之間的能量轉(zhuǎn)換，可以使兩者的能級(jí)重疊，從而增強(qiáng)其發(fā)射強(qiáng)度。1.4關(guān)于量子點(diǎn)制備的方法量子點(diǎn)的制備通常分為兩種類型，第一種類型top-down型，往往用于制備器件，其原理是對(duì)大塊晶體的表面進(jìn)行刻蝕。第二種類型bottom-up型，是合成量子點(diǎn)最為常見(jiàn)的化

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]量子點(diǎn)熒光標(biāo)記在重組噬菌體表面展示肽與胰島素受體相互作用中的應(yīng)用[J]. 李鴻梅,劉含智,張皓,朱貴賓,王麗萍,楊柏,李惟.  高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)
[2]用水溶液中合成的量子點(diǎn)作為生物熒光標(biāo)記物的研究[J]. 林章碧,蘇星光,張皓,牟穎,孫曄,胡海,楊柏,閆崗林,羅貴民,金欽漢.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2003(02)
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碩士論文
[1]半導(dǎo)體量子點(diǎn)的水相合成及分析應(yīng)用研究[D]. 李舒艷.廈門大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3257375