【摘要】：跟傳統(tǒng)的Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體量子點(diǎn)相比,碳納米顆粒不含金屬元素,具有無毒性、不污染環(huán)境、源料豐富、成本低廉等優(yōu)勢,跟同族的硅量子點(diǎn)相比,合成碳納米顆粒的方法簡單多樣。碳納米顆粒的發(fā)光性質(zhì)獨(dú)特而豐富,已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和光電子器件領(lǐng)域表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。本文利用油酸輔助蔗糖碳化的方法制備C8結(jié)構(gòu)的碳納米顆粒,通過對其進(jìn)行表面處理來調(diào)控其發(fā)光特性,研究其發(fā)光機(jī)理;設(shè)計(jì)了基于C8碳量子點(diǎn)的電致發(fā)光器件,研究其載流子輸運(yùn)和復(fù)合性質(zhì);利用以共沉淀法制備的Fe3O4納米顆粒為種子,以蔗糖為碳源,采用水熱法制備得到核殼結(jié)構(gòu)的Fe304@C磁性納米顆粒。利用選區(qū)電子衍射和X射線衍射證實(shí)合成的碳納米顆粒具有C8結(jié)構(gòu)。這種碳納米顆粒的光致發(fā)光(PL)的光譜范圍較寬(390-640 nm),包含430和520 nm的兩個發(fā)光峰。將制備的C8結(jié)構(gòu)的碳納米顆粒在堿性條件下用紫外燈照射8小時后,PL譜中綠光峰幾乎消失。通過對比研究樣品處理前后的表面結(jié)構(gòu)和光吸收,發(fā)現(xiàn)Cs碳納米顆粒的綠光發(fā)射來源于納米顆粒表面與酯基相關(guān)的表面缺陷。基于C8碳量子點(diǎn)的有機(jī)-無機(jī)雜化發(fā)光二極管(LED)具有獨(dú)特的電致發(fā)光特性,隨著外加偏壓的變化器件的發(fā)光顏色從藍(lán)光變到綠光和紅光。通過分析器件的結(jié)構(gòu)、能級分布和J-V特性,并結(jié)合分析載流子傳輸層和量子點(diǎn)層的光致發(fā)光特性,揭示了隱藏在器件電致發(fā)光現(xiàn)象背后的物理機(jī)制。我們發(fā)現(xiàn)隨器件外加偏壓的變化,器件界面勢壘發(fā)生變化,從而引起載流子的傳輸機(jī)制發(fā)生相應(yīng)的變化,同時器件中電子、空穴復(fù)合的空間區(qū)域發(fā)生轉(zhuǎn)移:隨偏壓的增加,電子、空穴的復(fù)合區(qū)域從電子傳輸層轉(zhuǎn)移到碳量子點(diǎn)層、載流子復(fù)合區(qū)域的空間轉(zhuǎn)移導(dǎo)致器件的發(fā)光顏色從藍(lán)光變到綠光、紅光。利用鐵鹽共沉淀法制備了具有立方結(jié)構(gòu)的Fe3O4納米顆粒,其直徑分布在7-20 nm范圍內(nèi)。把它作為種子,以蔗糖作為原料,利用水熱法合成了核殼結(jié)構(gòu)的Fe304@C納米顆粒。通過透射電鏡、X射線衍射和拉曼光譜分析證實(shí)合成出核殼結(jié)構(gòu)磁性納米顆粒。這種復(fù)合納米顆粒表面主要存在跟碳、氧相關(guān)的化學(xué)基團(tuán),這跟碳量子點(diǎn)的表面結(jié)構(gòu)很相似。碳層包覆提高了Fe304納米顆粒的穩(wěn)定性,同時它的良好導(dǎo)電性有望提高以Fe3O4納米顆粒作為陽極的鋰電池的容量和循環(huán)穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TB383.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 成堂;王昭;;碳納米卷軸的制備及研究進(jìn)展[J];海南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

2 郭艷;田瑞雪;董英鴿;胡勝亮;;電化學(xué)刻蝕制備的熒光碳納米顆粒[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2012年02期

3 李甫;程博聞;康衛(wèi)民;李磊;;新型碳納米紙國內(nèi)外研究進(jìn)展[J];功能材料;2014年02期

4 鄭瑞廷;程國安;趙勇;劉華平;梁昌林;;乙炔催化裂解制備碳納米帶及其結(jié)構(gòu)表征[J];新型炭材料;2005年04期

5 吳承汕;;日科學(xué)家稱純凈碳納米突對人體細(xì)胞基本無害[J];功能材料信息;2006年05期

6 夏曉紅;羅永松;徐向菊;余雪里;賈志杰;;大批量生產(chǎn)單分散碳納米棒(英文)[J];華中師范大學(xué)研究生學(xué)報(bào);2006年01期

7 陳堅(jiān);曹志群;謝美求;陳澤宗;;碳納米球的制備研究[J];金屬材料與冶金工程;2007年04期

8 張清林;夏明霞;寧乃東;李紅星;藺西偉;王巖國;;原位電子束誘導(dǎo)沉積制備碳納米結(jié)構(gòu)[J];電子顯微學(xué)報(bào);2007年04期

9 王茂發(fā);鄒小平;程進(jìn);張紅丹;任鵬飛;李飛;朱光;;催化燃燒法合成碳納米線[J];微納電子技術(shù);2007年Z1期

10 盧利平;;又一種高性能新型碳納米管材問世[J];功能材料信息;2007年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 何小蝶;李海濤;劉陽;;水溶性熒光碳納米粒子的合成與表征[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第13分會場摘要集[C];2010年

2 劉陽;;熒光碳納米粒子的合成、催化與生物檢測[A];中國化學(xué)會第十三屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2011年

3 黃超伯;錢勇;賴垂林;陳水亮;李婷婷;王素琴;侯豪情;;虎尾型碳納米結(jié)構(gòu)[A];2004年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展[C];2004年

4 朱志遠(yuǎn);鞏金龍;朱德彰;;荷能粒子驅(qū)動的碳納米結(jié)構(gòu)構(gòu)建[A];第一屆中國核技術(shù)及應(yīng)用研究學(xué)術(shù)研討會摘要文集[C];2006年

5 王茂發(fā);鄒小平;程進(jìn);張紅丹;任鵬飛;李飛;朱光;;催化燃燒法合成碳納米線[A];第十屆全國敏感元件與傳感器學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

6 周濤;姚永毅;楊堂;吳玉蓉;向瑞禮;;聚丙烯腈在離子液體中均相熱穩(wěn)定化制備碳納米球[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第17分會場摘要集[C];2012年

7 劉陽;;碳納米粒子的熒光特性及其在催化與生物檢測領(lǐng)域的應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第12分會場摘要集[C];2012年

8 李海濤;劉陽;黃慧;;一步超聲法合成水溶性熒光碳納米粒子及其優(yōu)異熒光性質(zhì)[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第12分會場摘要集[C];2012年

9 曾珍;盧港龍;劉劍飛;;碳納米結(jié)構(gòu)原子模型自動生成方法[A];北京力學(xué)會第20屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

10 龔俊;安學(xué)勤;;熒光碳納米粒子的制備和性質(zhì)研究[A];中國化學(xué)會第十四屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集-第1分會：表面界面與納米結(jié)構(gòu)材料[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前8條

1 記者 張可喜;日本科技尋求突破 碳納米戰(zhàn)場決雌雄[N];新華每日電訊;2001年

2 陳丹;《科學(xué)美國人》雜志點(diǎn)評2006[N];科技日報(bào);2006年

3 華凌;全碳納米晶體管耐揉且性能良好[N];科技日報(bào);2012年

4 ;德科學(xué)家研制出超硬納米材料[N];光明日報(bào);2005年

5 本報(bào)記者 馮衛(wèi)東;車窗“兼職”顯示屏[N];科技日報(bào);2010年

6 記者 吳仲國;日本用碳納米線圈制成電子槍[N];科技日報(bào);2001年

7 櫻敬;GSI Creos的新型納米碳復(fù)合材料方面有望發(fā)揮威力[N];中國有色金屬報(bào);2002年

8 記者 何德功;世界最小的碳納米溫度計(jì)問世[N];科技日報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 胡耀平;熒光碳點(diǎn)的合成、表征和形成機(jī)理及其傳感作用研究[D];南京大學(xué);2015年

2 鄭學(xué)剛;熒光碳納米顆粒制備及其白光轉(zhuǎn)換應(yīng)用研究[D];曲阜師范大學(xué);2015年

3 張鵬;新型生物質(zhì)碳基催化劑的綠色制備及催化性能的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

4 胡可可;碳納米電極的制備方法及電化學(xué)性能研究[D];北京理工大學(xué);2015年

5 劉勇;氮摻雜碳納米材料的制備及其在電容去離子中的應(yīng)用[D];華東師范大學(xué);2016年

6 姜曉萍;新型多孔碳材料的制備、表征及性能研究[D];北京科技大學(xué);2016年

7 孫燕明;碳納米線圈的熱、電特性及其復(fù)合碲化銀納米熱電材料的研究[D];大連理工大學(xué);2016年

8 弓曉娟;熒光碳納米粒子的制備及應(yīng)用研究[D];山西大學(xué);2016年

9 尹航;高頻轉(zhuǎn)動碳納米馬達(dá)傳動特性數(shù)值模擬研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

10 趙琦明;水熱碳球的可控制備、改性及其在陰離子交換色譜中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鄭婷;基于碳納米管的碳納米導(dǎo)電紙制備及其性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

2 高磊;碳納米管基磁性復(fù)合材料分離分析食品中農(nóng)藥殘留的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

3 陳偉;碳納米環(huán)塌縮過程的結(jié)構(gòu)演變及螺旋自組裝[D];山東大學(xué);2015年

4 龐勝彬;熒光碳納米點(diǎn)的制備及其應(yīng)用研究[D];河南師范大學(xué);2015年

5 詹冬武;氮摻雜碳納米籠及其復(fù)合物的構(gòu)筑與催化氧化H_2S性能研究[D];大連理工大學(xué);2015年

6 王辰偉;單根多晶—非晶碳納米線圈的電學(xué)性質(zhì)的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

7 婁昀t，

本文編號：2541059