本文關(guān)鍵詞：一維熒光硅納米棒的制備、表征及應(yīng)用基礎(chǔ)研究

  更多相關(guān)文章： 一維納米結(jié)構(gòu) 硅納米棒 多色熒光 生物成像 發(fā)光二極管

【摘要】：硅納米材料具有優(yōu)異的光電和機(jī)械性能、良好的生物相容性、較大的比表面積以及表面易修飾性。其中,一維功能化硅納米材料的獨(dú)特性質(zhì)以及在光電子學(xué)以及生物學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,得到了科學(xué)家的高度關(guān)注。在一維硅納米結(jié)構(gòu)的研究領(lǐng)域中,關(guān)于一維硅納米結(jié)構(gòu)的發(fā)光性能報(bào)道較少,這主要受限于一維硅納米結(jié)構(gòu)的制備工藝。而一維熒光硅納米材料較為復(fù)雜的制備方法以及較低的量子效率都是亟待解決的問題。本文主要以設(shè)計(jì)新型一維熒光硅納米結(jié)構(gòu)為研究目標(biāo),發(fā)展了一種微波輔助合成具有熒光性質(zhì)的一維硅納米棒的方法,研究一維硅納米結(jié)構(gòu)與熒光特性之間的關(guān)系,并將其初步應(yīng)用于生物成像和發(fā)光二極管的相關(guān)研究。本論文的研究?jī)?nèi)容主要包括:(1)利用微波輻射的方法,在150攝氏度和60分鐘反應(yīng)條件下,簡(jiǎn)便、可控地制備得到具有獨(dú)特?zé)晒庑再|(zhì)的一維熒光硅納米棒。通過控制反應(yīng)條件實(shí)現(xiàn)了不同長(zhǎng)度(100-250 nm)一維硅納米棒的制備,并通過對(duì)不同反應(yīng)階段的樣品進(jìn)行表征來(lái)探究一維硅納米棒的生長(zhǎng)過程與機(jī)理。(2)對(duì)一維熒光硅納米棒的理化性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)表征,并發(fā)現(xiàn)所制備的一維熒光硅納米棒兼具較強(qiáng)的熒光(熒光量子效率為15%)、良好的生物相容性(一維熒光硅納米棒與HeLa細(xì)胞共同孵育48小時(shí)后,細(xì)胞存活率在90%以上)以及具有激發(fā)波長(zhǎng)依賴性的熒光光譜(在390-560 nm激發(fā)波長(zhǎng)的激發(fā)下可以實(shí)現(xiàn)熒光發(fā)射波長(zhǎng)在450-600 nm之間的調(diào)控)。(3)基于所合成一維硅納米棒獨(dú)特的熒光性質(zhì),將一維硅納米棒作為生物熒光探針用于多色熒光細(xì)胞成像和活體成像。此外,制備得到的一維硅納米棒具有較強(qiáng)的熒光穩(wěn)定性(經(jīng)過400分鐘高強(qiáng)度紫外光照射后,熒光強(qiáng)度保持穩(wěn)定)。因此,進(jìn)一步將一維熒光硅納米棒作為光轉(zhuǎn)換層,并探索其在白光發(fā)光二極管領(lǐng)域的應(yīng)用前景。綜上,我們發(fā)展了一種通過微波輔助制備熒光硅納米棒的方法,并利用所得硅納米棒激發(fā)波長(zhǎng)依賴的熒光性質(zhì)和較強(qiáng)的熒光穩(wěn)定性,將熒光硅納米棒作為熒光探針和光轉(zhuǎn)換層初步應(yīng)用于多色熒光成像和構(gòu)建白光發(fā)光二極管。因此,這項(xiàng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究也為設(shè)計(jì)一維熒光硅納米材料提供了可行性的研究基礎(chǔ),并進(jìn)一步推動(dòng)了一維熒光硅納米材料在光學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用研究。
【關(guān)鍵詞】：一維納米結(jié)構(gòu) 硅納米棒 多色熒光 生物成像 發(fā)光二極管
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O613.72;TB383.1
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-29
• 1 概述11-12
• 2 一維硅納米材料的發(fā)展12-23
• 2.1 硅納米線12-19
• 2.1.1 硅納米線的特性12-15
• 2.1.2 硅納米線的制備方法15-19
• 2.2 硅納米棒19-23
• 3 總結(jié)23
• 4 立題的依據(jù)、意義及主要研究?jī)?nèi)容23-25
• 4.1 立題的依據(jù)、意義23-24
• 4.2 本課題的研究?jī)?nèi)容24-25
• 參考文獻(xiàn)25-29
• 第二章 一維熒光硅納米棒的制備29-44
• 1 概述29-30
• 2 實(shí)驗(yàn)部分30-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟30-31
• 2.3 儀器與表征31-32
• 3 結(jié)果與討論32-40
• 3.1 一維熒光硅納米棒的反應(yīng)機(jī)理模型32-33
• 3.2 一維熒光硅納米棒的形貌分析33-35
• 3.3 一維熒光硅納米棒的生長(zhǎng)機(jī)理研究35-40
• 4 總結(jié)40
• 參考文獻(xiàn)40-44
• 第三章 一維熒光硅納米棒的表征44-59
• 1 概述44
• 2 實(shí)驗(yàn)部分44-46
• 2.1 一維熒光硅納米棒量子效率的測(cè)定44-45
• 2.2 儀器與表征45-46
• 3 結(jié)果與討論46-56
• 3.1 一維熒光硅納米棒的熒光性質(zhì)表征46-49
• 3.2 一維熒光硅納米棒的結(jié)構(gòu)以及成份表征49-56
• 4 總結(jié)56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 第四章 基于一維熒光硅納米棒的生物成像以及白光發(fā)光二極管的應(yīng)用基礎(chǔ)研究59-84
• 1 概述59-61
• 2 實(shí)驗(yàn)部分61-65
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑61-62
• 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟62-64
• 2.2.1 熒光硅納米顆粒的合成62
• 2.2.2 熒光碳納米顆粒的制備62
• 2.2.3 碲化鎘量子點(diǎn)的制備62-63
• 2.2.4 硅納米棒的熒光穩(wěn)定性測(cè)試63
• 2.2.5 硅納米棒的毒性測(cè)試63
• 2.2.6 多色體內(nèi)與體外生物成像63-64
• 2.2.7 基于熒光硅納米棒的白光發(fā)光二極管的構(gòu)建64
• 2.3 儀器表征64-65
• 3 結(jié)果與討論65-78
• 3.1 一維熒光硅納米棒的激發(fā)波長(zhǎng)依賴性表征65-70
• 3.2 一維熒光硅納米棒的細(xì)胞毒性分析以及多色生物成像70-73
• 3.3 一維熒光硅納米棒熒光穩(wěn)定性表征以及白光發(fā)光二極管的構(gòu)建73-78
• 4 總結(jié)78
• 參考文獻(xiàn)78-84
• 第五章 總結(jié)84-86
• 1 論文總結(jié)84-85
• 2 論文創(chuàng)新性與研究展望85-86
• 攻讀學(xué)位期間本人出版或公開發(fā)表的論著、論文86-87
• 致謝87-88

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