本文關鍵詞：氧化鋅量子點的制備與表征研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：ZnO作為寬帶隙半導體,具有3.3eV的直接帶隙能和60meV的激子束縛能,這使得其在光學、電學、催化等領域具有廣泛的實際應用。制備尺寸均一、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的ZnO量子點對其在各領域的應用至關重要。對ZnO量子點進行表面修飾是使其保持結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)穩(wěn)定的一個重要途徑。而且ZnO納米材料的一些性能的改變可以通過對其進行合適的表面修飾來實現(xiàn)。ZnO量子點表面配體修飾機理的深入研究有利于人們合理地選擇配體,并加深對量子點表面化學知識的認識。本論文針對以上問題展開研究并取得了一定的進展。 在溫和的無水乙醇堿性溶液體系中合成了ZnO量子點。在ZnO量子點生長的初期,由于奧氏熟化作用出現(xiàn)了ZnO量子點的雙尺寸分布現(xiàn)象。這種雙尺寸分布現(xiàn)象在延長反應時間或提高反應溫度的條件下通過ZnO量子點的尺寸聚焦作用而消失。從反應動力學的角度出發(fā),ZnO量子點顆粒的大小可以通過對反應體系中ZnO量子點結(jié)晶的設計來進行調(diào)控。ZnO量子點的可見發(fā)光可以從藍光到黃光進行調(diào)變。本論文對反應體系的一些重要參數(shù),如反應時間、溫度、OH-的含量以及外來Mg2+進行了大量的考察。發(fā)現(xiàn)ZnO量子點顆粒的大小可以由這些參數(shù)進行精確的調(diào)控,而且可以用紫外可見吸收光譜對ZnO量子點的顆粒大小進行模擬。 用甲醇/正己烷的兩相體系對ZnO量子點進行表面修飾。在這種兩相體系中對ZnO量子點用油酸進行表面修飾后,使其獲得了更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、光學性質(zhì)以及良好的分散性。這種兩相體系路徑成功地抑制了ZnO量子點向羥基乙酸鋅的轉(zhuǎn)變。用油酸進行表面修飾后的ZnO量子點的熒光強度不隨時間發(fā)生改變,分散性也得到了很大的改善,而且可以長時間地穩(wěn)定于非極性的溶劑中。 用油胺和乙酸做配體實現(xiàn)了ZnO量子點在甲醇和正己烷溶劑中的可逆快速相轉(zhuǎn)移。相轉(zhuǎn)移過程中ZnO量子點的結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)沒有發(fā)生改變。Pearson軟硬酸堿理論和相似相容原理解釋了ZnO量子點的這一可逆相轉(zhuǎn)移機理。ZnO量子點的這一相轉(zhuǎn)移過程的一個最大優(yōu)點是可以實現(xiàn)反復操作。另外,對分散在極性溶劑中的ZnO量子點用PVP進一步進行修飾實現(xiàn)了其水溶性。而分散在非極性溶劑中的ZnO量子點通過蒸發(fā)溶劑可以得到疏水的透明半導體熒光薄膜。
【關鍵詞】：氧化鋅 量子點 表面修飾
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：O614.241
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 半導體量子點9-12
• 1.1.1 半導體量子點的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和能帶調(diào)節(jié)9-11
• 1.1.2 ZnO納米顆粒的量子尺寸效應11-12
• 1.2 氧化鋅納米材料12-19
• 1.2.1 ZnO的晶體結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2.2 ZnO納米材料的制備方法13-14
• 1.2.3 ZnO納米材料的光學性質(zhì)14-15
• 1.2.4 ZnO納米材料的應用15-16
• 1.2.5 ZnO納米材料的研究進展及所面臨的挑戰(zhàn)16-19
• 1.3 本論文的研究內(nèi)容和意義19-20
• 2 乙醇體系中ZnO量子點的生長動力學研究20-33
• 2.1 實驗所用儀器與試劑20-21
• 2.2 實驗方法與表征手段21-23
• 2.2.1 反應前驅(qū)體溶液的制備21
• 2.2.2 制備不同濃度KOH的無水乙醇溶液21
• 2.2.3 在不同的反應時間下制備ZnO量子點21-22
• 2.2.4 在不同的反應溫度下制備ZnO量子點22
• 2.2.5 在不同摩爾比的OH-和Zn~(2+)的反應條件下制備ZnO量子點22
• 2.2.6 在Mh~(2+)存在的體系中制備ZnO量子點22
• 2.2.7 制備發(fā)藍色、綠色、黃色熒光的ZnO量子點22-23
• 2.2.8 ZnO量子點的表征23
• 2.3 結(jié)果與討論23-32
• 2.3.1 ZnO量子點生長初期的雙尺寸分布現(xiàn)象23-26
• 2.3.2 ZnO量子點生長動力學控制下的尺寸調(diào)變26-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 油酸配體表面修飾對ZnO量子點結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)的影響33-41
• 3.1 實驗所用儀器與試劑33-34
• 3.2 實驗方法與表征手段34-35
• 3.2.1 ZnO量子點的制備34
• 3.2.2 用油酸對ZnO量子點進行表面修飾34-35
• 3.2.3 ZnO量子點的表征35
• 3.3 結(jié)果與討論35-40
• 3.3.1 通過兩相溶劑路線對ZnO量子點進行表面油酸修飾35-36
• 3.3.2 經(jīng)過油酸修飾后的ZnO量子點的穩(wěn)定性36-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 配體交換法實現(xiàn)ZnO量子點在極性與非極性介質(zhì)中的可逆相轉(zhuǎn)移41-48
• 4.1 實驗所用儀器與試劑41-42
• 4.2 實驗方法與表征手段42-43
• 4.2.1 ZnO熒光量子點的制備42
• 4.2.2 ZnO熒光量子點的配體交換反應42-43
• 4.2.3 ZnO熒光量子點的表征43
• 4.3 結(jié)果與討論43-47
• 4.3.1 ZnO熒光量子點在甲醇和正己烷溶劑中的可逆相轉(zhuǎn)移過程43-45
• 4.3.2 ZnO熒光量子點相轉(zhuǎn)移前后的結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 結(jié)論48-49
• 參考文獻49-56
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況56-57
• 致謝57-58

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