隨著納米材料研究的不斷深入,無機(jī)鈣鈦礦納米晶體作為一種優(yōu)良的納米發(fā)光材料逐漸進(jìn)入人們視野。它具有超高的熒光效率,超低的激發(fā)功率,超窄的半高全寬,超寬的可見光發(fā)光波段區(qū)域等優(yōu)良的發(fā)光特性,因而逐漸成為納米材料研究的熱門課題之一。無機(jī)鈣鈦礦納米晶體已經(jīng)作為一種發(fā)光材料,逐漸進(jìn)入到其它光學(xué)器件及領(lǐng)域的應(yīng)用與研究。本文將從形貌各異的鈣鈦礦納米晶體的合成與制備,單量子點(diǎn)的共聚焦掃描系統(tǒng)的搭建,單個納米晶的尋找及光學(xué)性質(zhì)的測量等三個大角度系統(tǒng)的展開詳細(xì)論述。對于形貌各異的鈣鈦礦納米晶體的合成與制備,本文主要用到膠體化學(xué)溶液合成的方法。主要通過控制三個主要影響因素精確合成形貌、尺寸各異的鈣鈦礦納米晶,從而充分體現(xiàn)出鈣鈦礦納米晶體的量子局限效應(yīng)。用熱注入法合成的鈣鈦礦納米晶體最大的優(yōu)點(diǎn)是合成方法簡單、易操作,且樣品的產(chǎn)率較高,成本較低。影響鈣鈦礦納米晶體形貌和尺寸的最主要因素之一為溫度。溫度能夠影響鈣鈦礦前驅(qū)體的溶解速率,同時又影響鈣鈦礦納米晶體的成核速度、以及各向異性生長等方面的性質(zhì)。本文用熱注入法合成鈣鈦礦納米晶體時溫度調(diào)節(jié)從八十?dāng)z氏度到二百二十?dāng)z氏度不等。溫度低于八十度時,成核反應(yīng)幾乎不進(jìn)行。隨著溫度的升高,各種前驅(qū)體藥品溶解的速率會越來越快,成核速度也會越來越快。納米晶的合成從各向異性的生長逐漸變?yōu)楦飨蛲�。八十度到一百二十度反�?yīng)時,形成的納米晶尺寸分布在25 nm左右,這時為圓盤;一百二十到一百五十度時,尺寸大約為17 nm的圓球形狀的圓盤;溫度高于一百五十?dāng)z氏度時,形成的是三維立體形狀的納米晶體,且尺寸在慢慢變小。溫度到達(dá)一百八十度時,尺寸達(dá)到了最小值8 nm左右,形狀為立方形的鈣鈦礦量子點(diǎn)。當(dāng)溫度繼續(xù)升高時,成核過程就會被破壞,相應(yīng)的納米晶體產(chǎn)率就會降低,形狀也趨于不規(guī)則。影響鈣鈦礦納米形貌的因素之二為中間配體。所謂中間配體,有兩種:一種是有機(jī)酸,例如乙酸、己酸、油酸等等,他們的區(qū)別是碳鏈的長短不一樣;同樣另一種有機(jī)堿也有這些分類,從兩個碳到十八個碳鏈不等的情況。大體的影響成核規(guī)律是碳鏈越長越容易形成各向同性的納米晶材料,尺寸也越來越小,形狀趨于規(guī)則。影響因素之三是前驅(qū)體的種類和相對配比與用量,這個因素對鈣鈦礦納米晶的形貌的影響最大,直接影響著鈣鈦礦納米晶體的成核以及各向異性生長。關(guān)于光學(xué)系統(tǒng)的搭建,在購買各種單項(xiàng)儀器的前提下,自己動手搭建調(diào)節(jié)了共聚焦單分子掃描系統(tǒng),通過這個系統(tǒng),配合光譜儀,可以實(shí)現(xiàn)對于單個量子點(diǎn)納米晶的壽命、熒光閃爍、光譜以及反聚束等光學(xué)性質(zhì)的測量。鈣鈦礦納米晶體光學(xué)性質(zhì)的測量與分析,本文注重于以下幾個方向。第一,鈣鈦礦納米晶熒光閃爍的分類。第二,對不同發(fā)光強(qiáng)度的鈣鈦礦納米晶進(jìn)行壽命分析,通過壽命分布分析及熒光壽命指數(shù)擬合,得出鈣鈦礦納米晶可能的發(fā)光渠道。第三,提出單個鈣鈦礦納米晶的激子復(fù)合渠道模型,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行了擬合對比,得出閃爍的發(fā)光機(jī)理。第四,研究單個的鈣鈦礦納米晶表面配體和懸鍵,對于熒光閃爍和單光子性質(zhì)的影響。
【學(xué)位單位】：魯東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O482.3;TB383.1
【部分圖文】：

會的發(fā)展和進(jìn)步，日益緊缺的資源問題和環(huán)境問題越來越突出前所未有的，與塊體材料在電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)等方面具特性。而近幾年，鈣鈦礦半導(dǎo)體納米晶體作為一種新型的納米。鈣鈦礦納米晶能成為科學(xué)基礎(chǔ)研究的熱門，是因?yàn)槠渚哂泻芏啾葦M的優(yōu)良特性。例如：超高的熒光效率，超窄的光譜線寬，光發(fā)光區(qū)域等，如圖 1.1。載流子倍增效應(yīng)[1-2]，單光子效應(yīng)[3-4熒光閃爍效應(yīng)，表面效應(yīng)[5]，隧穿效應(yīng)等優(yōu)良特性被人一一發(fā)良的效應(yīng)將在太陽能電池[6-8]，能量傳遞和轉(zhuǎn)換器件，光電器件器，高分辨顯示器[11-13]等領(lǐng)域帶來廣泛的應(yīng)用和實(shí)踐及突破性研究鈣鈦礦納米晶體的合成以及優(yōu)良光學(xué)特性，將為以后科技革命性的變化。

控的鈣鈦礦納米晶合成及光學(xué)來。構(gòu)成納米晶的原子，通子，故納米晶體又被稱作因此很多表面缺陷，可形部激子復(fù)合有很大影響，效應(yīng)[16-17]等現(xiàn)象。型的納米材料，它的尺寸納米材料表現(xiàn)出和塊體材的能帶隨著納米晶尺寸的窄的熒光光譜[18]，如下圖

圖 1.3 鈣鈦礦納米晶結(jié)構(gòu)（引自陳奇博士論文）表現(xiàn)出和塊體材料相比具有眾多優(yōu)良特、太陽能電池、超高分辨率成像等領(lǐng)域值。的分類鈦礦納米晶可分為以下幾類：型，其中 A 是否為有機(jī)基團(tuán)，可分為有機(jī)鈣鈦礦納米晶往往分子鏈比較長、分率高，但是受熱、見光等易分解，穩(wěn)定為無機(jī)基團(tuán)，即為金屬離子，通常為Cs

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本文編號：2822582