【摘要】：量子點(Quantum dots, QDs)由于其獨特的納米尺寸,具有不同宏觀體材料的光學性能,在光電器件、太陽能電池、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域,逐漸開始發(fā)揮重要的作用。更重要的一點是,其中的水溶性量子點可作為生物熒光探針,廣泛應(yīng)用于在生物醫(yī)學領(lǐng)域。目前常用的含重金屬Cd的量子點(CdS、CdTe、CdSe)具有生物毒性,因而限制了其在生物醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用。ZnSe量子點雖然能克服這一缺點,但傳統(tǒng)制備方法得到的產(chǎn)物發(fā)光效率不高,穩(wěn)定性不好。因此,尋找合適的制備方法合成發(fā)光性能好、穩(wěn)定性高的水溶性ZnSe量子點成為研究熱點。本論文主要研究了ZnSe量子點和ZnSe:Cu量子點的水熱法合成及其發(fā)光性能。采用場發(fā)射透射電子顯微鏡(FETEM)、X射線衍射(XRD)、差熱／熱重分析(DTA-TG)、X射線能量色散譜(EDS)、紫外可見吸收光譜(UV-Vis absorption spectroscopy)和熒光發(fā)射光譜(Fluorescence emission spectroscopy)對合成后的量子點進行表征分析和測試,考察了穩(wěn)定劑種類、穩(wěn)定劑用量、前驅(qū)體比例、pH值、水熱反應(yīng)溫度、水熱反應(yīng)時間等不同因素對合成的量子點的發(fā)光性能的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：1.以3-巰基丙酸(MPA)作穩(wěn)定劑,水熱法合成了水溶性ZnSe量子點。探討了MPA/Zn摩爾比、Se/Zn摩爾比、體系初始pH、水熱反應(yīng)時間、水熱溫度對ZnSe量子點光學性能的影響。通過單因素實驗,得到的合成條件為：當MPA/Zn摩爾比為3.3,Se/Zn摩爾比為0.2,溶液初始pH值為6.0,水熱溫度140℃,反應(yīng)10 h,所得的ZnSe量子點熒光性能最好,粒徑約為2 nm,呈近似球形,呈閃鋅礦立方晶型。2.比較了谷胱甘肽(GSH)、3-巰基丙酸(MPA)、巰基乙酸(TGA)和L-半胱氨酸(L-Cys)作為穩(wěn)定劑合成的水溶性ZnSe量子點的熒光強度。結(jié)果表明,GSH穩(wěn)定的ZnSe QDs明顯優(yōu)于相同濃度的MPA、TGA和L-Cys穩(wěn)定的ZnSe QDs,且熒光發(fā)射光譜表現(xiàn)出一個強的帶邊發(fā)射峰和一個弱的表面態(tài)發(fā)射峰,具有更優(yōu)異的熒光性能。3.探討了以GSH作穩(wěn)定劑,水熱法合成水溶性ZnSe量子點時,GSH/Zn摩爾比、Se/Zn摩爾比、體系初始pH、水熱反應(yīng)時間、水熱溫度等因素對ZnSe量子點發(fā)光性能的影響。通過單因素實驗,得到的合成條件為：當MPA/Zn摩爾比為1.2,Se/Zn摩爾比為0.2,溶液初始pH值為10.0,水熱溫度140℃,反應(yīng)45 mmin時所得的ZnSe量子點熒光性能最好,粒徑約為2～3nm,呈近似球形,呈閃鋅礦立方晶型。探討了水熱條件下ZnSe量子點的生長機理和核殼型結(jié)構(gòu)的形成機理,水熱環(huán)境容易使得巰基(-SH)分解,在ZnSe表面形成一層ZnS殼層。4.在合成ZnSe-GSH量子點的基礎(chǔ)上,水熱合成了發(fā)綠光的ZnSe:Cu量子點,考察了水熱時間、GSH/Zn摩爾比、pH值、Cu摻雜量等不同反應(yīng)條件對其光學性能的影響。通過單因素實驗,得到的合成條件為：反應(yīng)物摩爾比GSH:Zn:Se=6:5:1, pH為10.5,Cu2+離子摻雜量為5%,反應(yīng)60min,制得的ZnSe:Cu量子點熒光性能最好。ZnSe:Cu量子點仍屬于閃鋅礦結(jié)構(gòu),衍射峰與ZnSe量子點相比未有太大偏移,粒徑大小約為4nm,呈近似球形。
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O471.1

【參考文獻】

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1 彭英才;傅廣生;;量子點太陽電池的探索[J];材料研究學報;2009年05期

2 孫寶全,徐詠藍,衣光舜,陳德樸;半導體納米晶體的光致發(fā)光特性及在生物材料熒光標記中的應(yīng)用[J];分析化學;2002年09期

3 孫遠光;曹立新;柳偉;蘇革;曲華;姜代旬;;ZnS:Cu納米顆粒的制備及發(fā)光性質(zhì)[J];功能材料;2009年04期

4 劉富華;麻鵬;聶立波;;量子點制備與表面修飾[J];化學通報;2013年09期

5 仲維卓,華素坤;納米材料及其水熱法制備(上)[J];上�；�;1998年11期

6 張鋒;薛建設(shè);喻志農(nóng);周偉峰;惠官寶;;量子點發(fā)光在顯示器件中的應(yīng)用[J];液晶與顯示;2012年02期

7 鄭金桔;曹盛;高鳳梅;尉國棟;賈龍;楊為佑;;Cu摻雜ZnSe高效量子點的合成及其光學特性研究[J];無機材料學報;2013年02期

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1 李舒艷;半導體量子點的水相合成及分析應(yīng)用研究[D];廈門大學;2007年

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