發(fā)布時間：2017-07-31 01:00

  本文關(guān)鍵詞：InP與ZnSe基熒光量子點(diǎn)的合成及其在指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 量子點(diǎn) InP/ZnS Zn_xCd_(1-x)Se 熒光標(biāo)記 指紋顯現(xiàn)

【摘要】：半導(dǎo)體量子點(diǎn)一般指是由Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族等元素組成,粒徑為2～10nm的零維納米材料。由于其具有強(qiáng)的量子尺寸效應(yīng),在電子,光學(xué)和表面可修飾性方面顯示出優(yōu)越的性質(zhì),在光電轉(zhuǎn)換、半導(dǎo)體器件及生物標(biāo)記等領(lǐng)域,顯示出極大的研究和應(yīng)用價值。量子點(diǎn)作為一種新型的熒光材料,與傳統(tǒng)的有機(jī)熒光染料相比,具有寬的激發(fā)光譜,窄而對稱的發(fā)射光譜、高的熒光量子產(chǎn)率、熒光壽命長、光穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。半導(dǎo)體量子點(diǎn)的制備方法主要包括有機(jī)相合成、微乳液合成和水相合成等。由于有機(jī)相和微乳液合成等方法合成量子點(diǎn)條件苛刻,原料成本高,毒性大,限制了該方法的實(shí)際應(yīng)用。采用簡單的水相合成的量子點(diǎn)具有很好的生物相容性,可以直接應(yīng)用于生物標(biāo)記。對于Ⅱ-Ⅵ族的Cd系列量子點(diǎn)的研究目前已經(jīng)比較成熟,但由于重金屬Cd的毒性,限制了其作為生物標(biāo)記材料的研究和應(yīng)用。在本論文中,我們通過紫外光照和相轉(zhuǎn)移方法合成了水溶性的InP/ZnS復(fù)合結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)及系列ZnSe基熒光量子點(diǎn),這些量子點(diǎn)低毒或無毒,作為“綠色”熒光量子點(diǎn),在生物標(biāo)記領(lǐng)域具有更廣闊的應(yīng)用前景。同時我們對不同量子點(diǎn)的制備工藝、結(jié)構(gòu)和熒光性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并考察了其對各種客體指紋顯現(xiàn)效果的影響。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果如下： 1、分別采用溶劑熱法和化學(xué)法合成了InP量子點(diǎn),其中溶劑熱合成中,以甲苯為溶劑,十二烷胺(DDA)為包覆劑,通過改變?nèi)軇岷铣蓽囟?150℃、165℃、180℃),可以得到顆粒尺寸為3-4nm的InP量子點(diǎn),經(jīng)巰基乙酸修飾后得到水溶性InP/ZnS量子點(diǎn)。不同溫度合成InP后包覆的InP/ZnS量子點(diǎn)的熒光最佳發(fā)射波長分別為438nm,508nm和575nm。在紫外光照及弱堿條件下合成的水溶性InP/ZnS熒光量子點(diǎn)溶液可以清晰的顯現(xiàn)出光滑客體表面的指紋細(xì)節(jié)。 2、以硒粉、亞硫酸鈉、硝酸鋅和硝酸鎘為原料,巰基乙酸為修飾劑,合成了粒徑較小且分散均勻的ZnxCd1-xSe量子點(diǎn)水溶液,考察了反應(yīng)時間、初始pH值和摻雜Cd含量的不同對ZnxCd1-xSe量子點(diǎn)粒徑及熒光強(qiáng)度的影響。分析結(jié)果表明,合成量子點(diǎn)為球形,粒徑為5nm左右,不同摻雜Cd含量的ZnxCd1-xSe量子點(diǎn)的熒光最佳發(fā)射波長隨摻雜Cd含量增加由430nm紅移到585nm。未摻雜的ZnSe量子點(diǎn)顯現(xiàn)油汗指紋為藍(lán)色,摻雜比例為Zn0.77Cd0.23Se量子點(diǎn)的指紋顯現(xiàn)效果最好,ZnxCd1-xSe熒光量子點(diǎn)溶液可以清晰的顯現(xiàn)出不同顏色的光滑客體表面的指紋細(xì)節(jié),同時對血潛指紋的顯現(xiàn)效果也較好。 3、以Na2SeSO3為硒源,合成錳摻雜的水溶性Mn2+:ZnSe量子點(diǎn)。通過對不同修飾劑(巰基乙酸、巰基丙酸、巰基乙醇)的對比,以巰基丙酸(MPA)為修飾劑合成的Mn2+:ZnSe量子點(diǎn)最穩(wěn)定,熒光強(qiáng)度最強(qiáng),最佳熒光發(fā)射波長在485nm左右。XRD、TEM結(jié)果表明合成的Mn2+:ZnSe為球形顆粒,分散均勻。水溶性Mn2+:ZnSe量子點(diǎn)對不同客體的指紋顯現(xiàn)效果較好,顯現(xiàn)指紋較清晰。紫外光照合成的ZnSe/ZnS量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng),其顆粒尺寸在4.8nm左右,顯現(xiàn)指紋顏色為紫色或淺藍(lán)色。
【關(guān)鍵詞】：量子點(diǎn) InP/ZnS Zn_xCd_(1-x)Se 熒光標(biāo)記 指紋顯現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：D918.2;O614.2
【目錄】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-18
• 第一章 緒論18-36
• 1.1 引言18
• 1.2 量子點(diǎn)的研究背景18
• 1.3 量子點(diǎn)概述18-28
• 1.3.1 量子點(diǎn)的定義18-19
• 1.3.2 量子點(diǎn)的基本性質(zhì)19-21
• 1.3.3 量子點(diǎn)的熒光特性和光致發(fā)光機(jī)理21-24
• 1.3.4 量子點(diǎn)的制備24-27
• 1.3.5 量子點(diǎn)的應(yīng)用27-28
• 1.4 半導(dǎo)體量子點(diǎn)發(fā)展現(xiàn)狀28-31
• 1.4.1 Ⅲ-Ⅴ族量子點(diǎn)的研究現(xiàn)狀28-30
• 1.4.2 Ⅱ-Ⅵ族Zn系列摻雜量子點(diǎn)的研究現(xiàn)狀30-31
• 1.5 指紋顯現(xiàn)研究31-34
• 1.5.1 指紋及指紋鑒定31
• 1.5.2 指紋顯現(xiàn)方法31-34
• 1.6 本論文的研究目的和內(nèi)容34-36
• 1.6.1 本論文研究的目的34
• 1.6.2 本論文研究的內(nèi)容34-36
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分36-46
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器36-37
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑36-37
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及分析儀器37
• 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容37-46
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原理37
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟37-44
• 2.2.3 量子點(diǎn)的表征44-46
• 第三章 水溶性InP/ZnS量子點(diǎn)的合成及其在指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用46-56
• 3.1 水溶性InP/ZnS量子點(diǎn)的研究46-53
• 3.1.1 不同合成方案的選擇46-47
• 3.1.2 不同合成工藝條件下InP/ZnS量子點(diǎn)的熒光光譜47-51
• 3.1.3 XRD表征51-52
• 3.1.4 TEM和HRTEM表征52-53
• 3.2 水溶性InP/ZnS量子點(diǎn)在指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用53-54
• 3.3 InP/ZnS的熒光量子產(chǎn)率54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第四章 ZnSe與Zn_xCd_(1-x)Se量子點(diǎn)合成及其在指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用56-72
• 4.1 水溶性ZnSe與Zn_xCd_(1-x)Se量子點(diǎn)的研究56-64
• 4.1.1 光譜特性表征56-60
• 4.1.2 XRD表征60-61
• 4.1.3 TEM和HRTEM表征61-62
• 4.1.4 FT-IR表征62-64
• 4.2 水溶性ZnSe及Zn_xCd_(1-x)Se量子點(diǎn)溶液在指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用64-70
• 4.2.1 ZnSe及Zn_xCd_(1_x)Se量子點(diǎn)在油印指紋中的顯現(xiàn)64-65
• 4.2.2 Zn_xCd_(1_x)Se量子點(diǎn)在血指紋中的顯現(xiàn)65-70
• 4.3 Zn_xCd_(1-x)Se量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率70-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 摻雜Mn~(2+):ZnSe、Cu~(2+):ZnSe與核殼ZnSe/ZnS量子點(diǎn)的合成及其在指紋顯現(xiàn)中應(yīng)用72-81
• 5.1 水溶性Mn~(2+):ZnSe量子點(diǎn)的研究72-75
• 5.1.1 光譜特性表征72-74
• 5.1.2 XRD表征74-75
• 5.1.3 Mn~(2+):ZnSe量子點(diǎn)在指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用75
• 5.2 水溶性ZnSe/ZnS量子點(diǎn)的研究75-78
• 5.2.1 光譜特性表征75-76
• 5.2.2 XRD表征76-77
• 5.2.3 ZnSe/ZnS量子點(diǎn)在指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用77-78
• 5.3 水溶性Cu~(2+):ZnSe量子點(diǎn)的研究78-79
• 5.3.1 XRD表征78
• 5.3.2 熒光表征78-79
• 5.3.3 Cu~(2+):ZnSe量子點(diǎn)在指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用79
• 5.4 小結(jié)79-81
• 第六章 結(jié)論81-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 致謝87-88
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文88-89
• 導(dǎo)師與作者介紹89-90
• 碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書90-91

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：596760