半導體量子點由于獨特的物理化學特性,具有吸收帶寬和發(fā)射帶窄等特點,在發(fā)光材料、光伏器件及催化等領域展現(xiàn)出極大的應用潛力。光生載流子的動力學是決定半導體量子點應用范圍和半導體量子器件的關鍵因素。核殼結構量子點具有熒光量子產(chǎn)率高和光學穩(wěn)定性好等優(yōu)點,是半導體量子器件領域的研究熱點。但殼層的存在將顯著改變半導體量子點的光學性質和光生載流子動力學過程,從而影響其在半導體量子器件中的實際應用。此外,半導體量子點的光學性質和光生載流子動力學過程還與核的尺寸和殼的厚度密切相關。因此,要促進核殼結構量子點在量子器件中的應用,必須掌握核殼結構量子點的光學性質和光生載流子動力學過程、以及核的尺寸和殼的厚度對其光學性質和光生載流子動力學過程的影響。ZnSe是重要的半導體材料,其帶隙寬度為2.58 e V,在太陽能電池、光催化等領域具有廣闊的應用前景。本論文主要研究了ZnSe基核殼結構量子點的光譜和光生載流子動力學性質,并獲得了以下創(chuàng)新性成果:1 ZnSe/CdSe量子點的合成和光生載流子動力學。本論文通過連續(xù)離子層吸附反應法（SILAR）制備了高質量ZnSe/CdSe量子點,并研究了其光譜性質和光生載流子動... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

量子點能級與尺寸關系示意圖[40]

第一章緒論31.2.2表面效應圖1-2InP表面原子占比隨粒徑的變化[41]Figure1-2VariationoftheproportionofsurfaceatomstototalatomsinInPwithdifferentdiameters[41]表面效應是指納米半導體顆粒表面原子數(shù)隨粒徑的減小而急烈增大，引起納米半導體材料物理、化學性質變化的效應。如圖1-2所示，InP量子點的表面原子數(shù)隨著粒徑的減小而增大，表面配位原子不足導致表面形成眾多的懸空鍵和不飽和鍵[41]。表面懸空鍵和不飽和鍵可以成為量子點表面缺陷中心，捕獲光生載流子，從而降低量子點的發(fā)光性能。研究表明，表面有機配體在顯著提升量子點發(fā)光性能的同時，對納米材料形貌的調(diào)控也起著至關重要的作用。通過表面配體的調(diào)控，納米半導體材料可以呈現(xiàn)出量子點、量子棒和量子碟等不同的形貌[42-44]。因此，量子點表面修飾是一項重要的研究課題[32,45,46]。與此同時，高表面活性的優(yōu)勢使量子點在催化領域具有良好的應用前景[47-49]。1.2.3量子隧道效應量子隧道效應是指微觀粒子具有能夠貫穿勢壘的能力。如圖1-3所示，當粒子總能量小于勢壘高度時，粒子所輻射的電磁波依然能夠穿過這個勢壘到達下一個勢阱，電子運動將會出現(xiàn)明顯的波動，從而產(chǎn)生量子隧道效應[50,51]，量子隧道效應是微電子領域的重要理論基矗

華南理工大學碩士學位論文4圖1-3量子隧道效應示意圖Figure1-3Schematicofquantumtunnelingeffect1.3量子點的光譜性質在關注量子點眾多優(yōu)良光學性質的同時，研究人員也越來越注重探討量子點光電性質背后的光學機理，光譜表征為人們研究量子點的發(fā)光機理提供了極大的便利。常見的光譜表征方法有：紫外-可見吸收光譜（UV-visibleabsorptionspectrum）、穩(wěn)態(tài)熒光光譜（Steadystatefluorescencespectrum）和瞬態(tài)熒光光譜（Transientfluorescencespectrum）等。1.3.1紫外-可見吸收光譜紫外-可見吸收光譜原理：當量子點吸收一定能量的光子后，電子將由基態(tài)變成激發(fā)態(tài)，由于量子限域效應導致電子能級離散化，電子只能在特定的能帶之間發(fā)生躍遷，因而在紫外-可見吸收光譜上表現(xiàn)出由眾多吸收峰組成的吸收帶，其中每個吸收峰對應一個激子躍遷能級。能級越高態(tài)密度越大，所以吸收光譜在短波方向具有更大的吸收強度。通過紫外-可見吸收光譜，研究人員可以對量子點的電子能級等性質進行深入地研究。Peng等[24]通過高溫熱注射法制備了不同粒徑的CdTe、CdSe、CdS量子點，紫外-可見吸收光譜顯示（圖1-4（a）），量子點相比體相材料具有更大的帶隙寬度。由此可見，CdTe、CdSe和CdS量子點具有很強的量子限域效應。之后，Peng等[52]總結得出了CdTe、CdSe和CdS量子點的粒徑與其第一激子吸收峰位置的數(shù)量關系，使研究人員可以通過光譜較為準確地預測量子點粒徑的大小（圖1-4（b））。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]量子點標記的生物實時動態(tài)示蹤成像研究進展[J]. 王洋,鄧玉林,慶宏,謝海燕.  高等學�；瘜W學報. 2008(04)
[2]量子點在腫瘤研究中的應用[J]. 陳良冬,李雁,袁宏銀,龐代文.  癌癥. 2006(05)



本文編號：3392520