發(fā)布時(shí)間：2020-07-09 21:54

【摘要】：在過(guò)去幾十年中,量子點(diǎn)由于其光學(xué)帶隙具備尺寸與組成可調(diào)性受到廣泛關(guān)注,也在顯示器件,光伏器件以及生物應(yīng)用等領(lǐng)域應(yīng)用頗多。量子點(diǎn)的元素種類,制備方法也得到極大的豐富,相比傳統(tǒng)II-VI族二元量子點(diǎn),多元量子點(diǎn)的帶隙和熒光性能不僅可通過(guò)尺寸大小調(diào)節(jié),還可通過(guò)改變組成調(diào)節(jié)。在諸多制備量子點(diǎn)的方法中,水相法具有反應(yīng)溫度低、條件溫和、操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性高以及綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),得到了研究者們的廣泛關(guān)注。本論文工作集中在四元硒化物和硫化物半導(dǎo)體量子點(diǎn)的合成研究上,主要內(nèi)容如下:1.利用3-巰基丙酸作為單一配體,通過(guò)釜熱法在水相中成功地合成了Cu-Cd-Zn-S/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)。通過(guò)改變Cd或Zn的投料比,得到的核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的發(fā)光范圍可以覆蓋完整的可見(jiàn)光區(qū)域,并且最高的熒光效率可以達(dá)到81.93%。此外,Cu-Cd-Zn-S/ZnS量子點(diǎn)通過(guò)兩個(gè)比例對(duì)合成過(guò)程中pH值條件的調(diào)節(jié)即可覆蓋所有可見(jiàn)光種類,這是其他文獻(xiàn)中少有報(bào)道的。前體的投料比,合成過(guò)程中pH值條件以及ZnS殼層的厚度都能影響到量子點(diǎn)熒光效率。此種水溶性量子點(diǎn)具備較長(zhǎng)的熒光衰減壽命,其在顯示器件中具有很大潛在的應(yīng)用價(jià)值。2.利用3-巰基丙酸與價(jià)格低廉且環(huán)保的明膠作為雙配體,以商用電壓力鍋?zhàn)鳛榉磻?yīng)容器,在水相中成功制備了Ag-In-Zn-Se/ZnS和Cu-In-Zn-Se/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)。此法較之傳統(tǒng)有機(jī)相合成,更為貼近簡(jiǎn)易綠色環(huán)保的合成理念。In/Zn的投料比,In/MPA以及ZnS殼層厚度都會(huì)到影響量子點(diǎn)的熒光效率。而本章的硒基量子點(diǎn)覆蓋至可見(jiàn)光區(qū)域中綠光至紅光甚至紅外,這是同類文獻(xiàn)中少有報(bào)道的,同時(shí)此種水溶性量子點(diǎn)還具備較長(zhǎng)的熒光衰減壽命。本文將Cu-In-Zn-Se體系量子點(diǎn)制備成量子點(diǎn)薄膜制備出白光LED,將Ag-In-Zn-Se體系量子點(diǎn)應(yīng)用于日光下降解有機(jī)染料羅丹明B,其1小時(shí)內(nèi)降解效率最高可達(dá)79.82%。3.通過(guò)引入3-巰基丙酸與明膠作為雙配體,在電壓力鍋中水相合成了Ag-In-Se-S/ZnS和Cu-In-Se-S/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn),此法制備效率高,重復(fù)率好,且成本低與綠色環(huán)保。量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)影響因素除了傳統(tǒng)的陽(yáng)離子比例與ZnS殼層數(shù),還可可通過(guò)改變Se和S兩種陰離子比例進(jìn)行有效調(diào)節(jié),這歸因于同種陽(yáng)離子下的硫化物與硒化物帶隙的差異。同時(shí)還具備較長(zhǎng)的熒光衰減壽命。本文將Cu-In-Se-S體系量子點(diǎn)制備成量子點(diǎn)薄膜制備出白光LED,將Ag-In-Se-S體系量子點(diǎn)應(yīng)用于日光下降解有機(jī)染料羅丹明B,1小時(shí)內(nèi)降解效率最高可達(dá)90.01%。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X703;TB383.1;O657.3
【圖文】：

尺寸效應(yīng)寸效應(yīng)具體上是尺寸極小粒子的費(fèi)米能級(jí)將會(huì)從最初的的分立能級(jí)。如半導(dǎo)體納米材料的尺寸與它的電子能級(jí)結(jié)展現(xiàn)出的性能，如圖 1.1 所示。首先在三維空間相的材料部自由電子運(yùn)動(dòng)時(shí)不受限制；而在二維薄膜材料當(dāng)中，自個(gè)方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)之時(shí)受到限制，在另外兩個(gè)方向仍然能夠出了階梯級(jí)的能級(jí)結(jié)構(gòu)；在一維結(jié)構(gòu)的納米線材料中，自方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的時(shí)候受到限制，最終僅僅只能向一個(gè)方向了函數(shù)圖形式的能級(jí)結(jié)構(gòu)；而在零維準(zhǔn)球形狀的納米粒子維上的所有方向上都會(huì)被限制運(yùn)動(dòng)，這展現(xiàn)出分立形的能說(shuō)，自由電子在其中的自由運(yùn)動(dòng)都會(huì)受到限制與約束，表。舉例如無(wú)需改變組成，控制 CdSe 量子點(diǎn)大小即可調(diào)控藍(lán)色[7]，如圖 1.1 所示。

圖 1.4 ZnS 和 CuInS2晶體的兩種晶格結(jié)構(gòu)Fig 1.4 The lattice structures of ZnS and CuInS2crystals中還報(bào)道了直接去控制與平衡陽(yáng)離子間的活性差異以直接制題組發(fā)現(xiàn)隨著 Cu/In 比例減少，所形成的非整比的 CuxInySx/2會(huì)隨著逐漸提升。反應(yīng)中的銅源選定為活性差的 CuI，在 O了 ZnxCuyInS1.5+x+y/2量子點(diǎn)，其發(fā)光效率最大可到 40%附近。提下，熒光發(fā)射波長(zhǎng)在 450-640 nm 范圍內(nèi)可調(diào)。基于 CuInS配度比較低，既可以將兩者制備成合金，亦可讓帶隙較寬的子點(diǎn)的外包覆層，這不僅僅能夠有效減少晶格的諸多表面缺量子點(diǎn)熒光效率以及光與熱穩(wěn)定性。11 年時(shí)，Kim[42]課題組在經(jīng)過(guò)離子交換后成功合成出了熒的 CuInS2/ZnS 核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)。將 DDT 用作反應(yīng)過(guò)程中的劑，在 210℃條件下，成功合成了 CuInS2量子點(diǎn)核。再繼續(xù)醋酸鋅，在氮?dú)鈿夥罩兄鸩缴郎氐?230℃，在持續(xù)反應(yīng) 2h

用 CuInS2三元量子點(diǎn)標(biāo)記的成人 HepG2 細(xì)胞的熒光成ence imaging of Human osteoblast-like HepG2 cells labeCuInS2QDs]課題組則使用還原型谷胱甘肽與檸檬酸鈉作為為原料，之后加入高反應(yīng)活性的硫化鈉作為硫條件下持續(xù)冷卻回流 40min 即可得到 CuInS2量分別用不同的配體與陽(yáng)離子匹配和利用與陰離成核與生長(zhǎng)過(guò)程過(guò)快導(dǎo)致量子點(diǎn)核形成了大量懸鍵也會(huì)導(dǎo)致熒光效率進(jìn)一步降低，最終維持核外層進(jìn)行原位生長(zhǎng)出一層具備較寬帶隙的半而提高 CuInS2量子點(diǎn)熒光效率。選擇 ZnS 作為1）首先 ZnS 的光學(xué)帶隙比較寬（~3.7 eV），時(shí)，能夠有效組成 type-I 能帶約束，從而限制電 ZnS 與量子點(diǎn) CuInS2都是極為類似的閃鋅礦

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 安宏樂(lè);于婷婷;;一步水熱法合成綠色熒光碳量子點(diǎn)及其表征[J];天津化工;2019年05期

2 趙辰;張哲娟;郭俊;胡強(qiáng);孫卓;樸賢卿;;量子點(diǎn)材料的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J];人工晶體學(xué)報(bào);2018年12期

3 鄭若彤;;碳基量子點(diǎn)的制備與修飾探討[J];現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè);2019年12期

4 趙志偉;楊尊先;劉佳慧;葉冰清;郭太良;;CuInS_2/ZnS/ZnS量子點(diǎn)的制備與光電性能研究[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào);2019年02期

5 姜明宵;王丹;邱云;孫曉;齊永蓮;胡偉頻;卜倩倩;;量子點(diǎn)顯示及其技術(shù)趨勢(shì)[J];光電子技術(shù);2019年01期

6 王學(xué)川;白鵬霞;羅曉民;李季;;基于明膠制備碳量子點(diǎn)及其光學(xué)性能的研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2019年04期

7 楊q;王春來(lái);丁晟;劉長(zhǎng)軍;田豐;李釩;;熒光碳量子點(diǎn):合成、特性及在腫瘤治療中的應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報(bào);2019年09期

8 蘇葉婭;文庚;劉新儒;陳夏揚(yáng);甘靜靜;張正國(guó);;量子點(diǎn)表面功能化及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J];生物化工;2019年02期

9 劉久誠(chéng);魏嫻;魏暢;梅時(shí)良;譚振坤;張萬(wàn)路;;雙發(fā)射鈣鈦礦量子點(diǎn)的合成及其在健康照明中的應(yīng)用[J];光源與照明;2019年02期

10 鄭劍威;;無(wú)鎘量子點(diǎn)制備技術(shù)及顯示應(yīng)用研究[J];中小企業(yè)管理與科技(中旬刊);2019年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 慈吉良;王超;吳敏;黃勇;;氮摻雜碳量子點(diǎn)的綠色制備及應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)2017全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)摘要集——主題H：光電功能高分子[C];2017年

2 梁相永;汪露;常智義;李幫經(jīng);張晟;;一種含量子點(diǎn)干凝膠的制備[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十六屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集——第二分會(huì)：功能微納米材料[C];2017年

3 曹佳浩;張漢杰;李東升;楊德仁;;等離激元調(diào)控硅量子點(diǎn)發(fā)光及能量傳遞[A];第十二屆全國(guó)硅基光電子材料及器件研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2017年

4 林澤文;林圳旭;黃銳;張毅;宋捷;李紅亮;徐駿;陳坤基;;基于氮、氧修飾的高密度硅量子點(diǎn)的近紅外光發(fā)射調(diào)控與光增益特性[A];第十二屆全國(guó)硅基光電子材料及器件研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2017年

5 樊春海;汪聯(lián)輝;黃慶;何耀;宋世平;;幾種熒光量子點(diǎn)的制備、修飾及生物檢測(cè)方法研究[A];中國(guó)分析測(cè)試協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)發(fā)展回顧[C];2015年

6 王進(jìn)平;李春;劉衛(wèi)儉;;碳量子點(diǎn)的合成及其在植物病原菌成像中的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第三分會(huì)：納米傳感新原理新方法[C];2016年

7 張?jiān)?糜嵐;熊蓉玲;陳暨耀;王培南;;水溶熒光量子點(diǎn)在細(xì)胞內(nèi)的分布和細(xì)胞間的傳輸[A];上海市激光學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

8 熊煥明;;光致發(fā)光的氧化鋅量子點(diǎn)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

9 宋濤;逯超亮;宮曉群;楊秋花;李云紅;常津;;量子點(diǎn)熒光編碼微球的制備[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第30次學(xué)術(shù)年會(huì)暨生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會(huì)論文集[C];2010年

10 楊久敏;宮曉群;張琦;宋濤;劉鐵根;李迎新;常津;;小波變換在量子點(diǎn)編碼識(shí)別中的應(yīng)用[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第30次學(xué)術(shù)年會(huì)暨生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 曲照貴;天大首創(chuàng)零污染量子點(diǎn)合成工藝[N];中國(guó)化工報(bào);2013年

2 記者 田學(xué)科;突破!量子點(diǎn)控制方法找到[N];科技日?qǐng)?bào);2019年

3 本報(bào)記者 盧夢(mèng)琪;量子點(diǎn)顯示離不開(kāi)兩大驅(qū)動(dòng)力[N];中國(guó)電子報(bào);2019年

4 記者 劉萬(wàn)生;中科院大連化物所 電荷摻雜量子點(diǎn)動(dòng)力學(xué)研究取得系列新進(jìn)展[N];中國(guó)科學(xué)報(bào);2018年

5 記者 顧鋼;納米電子元件要素量子點(diǎn)接觸首次構(gòu)建[N];科技日?qǐng)?bào);2019年

6 記者 金朝力;量子點(diǎn)電視中國(guó)市場(chǎng)翻倍增長(zhǎng)[N];北京商報(bào);2017年

7 本報(bào)記者 崔爽;從量子點(diǎn)到量子環(huán) 改變的不只一個(gè)字[N];科技日?qǐng)?bào);2018年

8 本報(bào)記者 閔杰;再現(xiàn)“小陽(yáng)春” 量子點(diǎn)電視好時(shí)光還有多少年？[N];中國(guó)電子報(bào);2018年

9 李鋒白;2018年量子點(diǎn)電視銷售額預(yù)計(jì)突破110億[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2018年

10 本報(bào)記者 丁瑩;產(chǎn)品升級(jí)技術(shù)煥新[N];中國(guó)質(zhì)量報(bào);2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉鼎陽(yáng);量子點(diǎn)中電子態(tài)的穩(wěn)定性[D];中國(guó)工程物理研究院;2019年

2 劉婧婧;硅基鈣鈦礦量子點(diǎn)異質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管的制備及器件性能研究[D];南京大學(xué);2019年

3 Khurram Usman;無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶材料及其薄膜光伏器件研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所);2018年

4 王碩;超高靈敏（光譜）流式檢測(cè)裝置的研制及其在納米顆粒定量表征中的應(yīng)用[D];廈門大學(xué);2017年

5 陸湛;基于光譜儀的量子點(diǎn)熒光儀器研究及其在致病菌與抗生素檢測(cè)中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2019年

6 夏洪波;Ag/TiO_2、MS/TiO_2和CsPbX_3/TiO_2復(fù)合材料的合成及性能研究[D];大連理工大學(xué);2019年

7 李博;不同環(huán)境條件對(duì)CdSe/ZnS量子點(diǎn)熒光特性的影響規(guī)律[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

8 王新偉;基于氧化物基底的新型光伏材料及器件穩(wěn)定性研究[D];上海交通大學(xué);2018年

9 陳黎;多金屬氧酸鹽及其衍生物在染料/量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用研究[D];東北師范大學(xué);2018年

10 郭瀟瀟;碳化硅納米顆粒的制備、發(fā)光性質(zhì)及相變的研究[D];東南大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 袁槊;全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃：原位晶化、穩(wěn)定性、光學(xué)性能及其固態(tài)照明應(yīng)用[D];杭州電子科技大學(xué);2019年

2 王強(qiáng);多元水溶性量子點(diǎn)及其薄膜的制備和應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

3 馬乘風(fēng);PbS基量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)電池的制備及光伏性能的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

4 查天庸;多元水溶性量子點(diǎn)的制備與應(yīng)用研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

5 呂凱;PbS量子點(diǎn)的化學(xué)組成與相應(yīng)太陽(yáng)電池光伏性能關(guān)系的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

6 楊濤;表面等離激元對(duì)不同形狀量子點(diǎn)非線性光學(xué)特性的影響[D];廣州大學(xué);2019年

7 高明陽(yáng);鉍鹵鈣鈦礦量子點(diǎn)的室溫控制合成及其光穩(wěn)定性的研究[D];華中科技大學(xué);2019年

8 李佳璐;量子點(diǎn)/釔鐵石榴石薄膜體系磁光性能研究[D];電子科技大學(xué);2019年

9 秦永剛;矩形石墨烯量子點(diǎn)非線性光學(xué)折射和吸收的理論研究[D];云南師范大學(xué);2019年

10 田夫蘭;基于黑磷量子點(diǎn)材料的光電探測(cè)器研究[D];電子科技大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2748034