CuInS₂（CIS）量子點(diǎn)由于其低毒、太陽光吸收系數(shù)高、光化學(xué)性能穩(wěn)定在生物、光電領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力,然而目前量子產(chǎn)率較低、質(zhì)量不可控和批量制備工藝的缺乏限制了它的廣泛應(yīng)用。本文基于CIS量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)理和生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)開發(fā)了提高CIS和核殼CIS/ZnS量子點(diǎn)熒光效率的合成工藝,并通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)熒光量子產(chǎn)率的大幅提高和CIS量子點(diǎn)熒光光譜的調(diào)控。在此基礎(chǔ)上將燒瓶合成工藝轉(zhuǎn)移到微反應(yīng)器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了CIS和CIS/ZnS量子點(diǎn)的連續(xù)合成。最后,以CIS量子點(diǎn)規(guī)�；a(chǎn)為例,基于微反應(yīng)器設(shè)備的連續(xù)化生產(chǎn)工藝進(jìn)行工程概念設(shè)計(jì)、投資成本估算和經(jīng)濟(jì)效益分析�？傮w實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到生產(chǎn)的全生命周期的研究。本文主要獲得以下結(jié)果：（1）提高CIS量子點(diǎn)熒光效率的高溫液相熱處理過程開發(fā)了基于高溫液相熱處理的方法以提高CIS量子點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率。分析了CIS的發(fā)光機(jī)理、液相熱處理過程對(duì)晶體結(jié)晶度和熒光量子產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明：CIS量子點(diǎn)發(fā)光為多能級(jí)發(fā)光,給體-受體缺陷發(fā)光為主要發(fā)光方式。CIS顆粒內(nèi)部和表面的多種缺陷引起的非輻射弛豫是導(dǎo)致顆粒量子產(chǎn)率較低的主要原因。在高... 

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 量子點(diǎn)的基本概念及應(yīng)用
        1.2.1 在太陽能電池的應(yīng)用
        1.2.2 在發(fā)光二極管的應(yīng)用
        1.2.3 在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.2.4 在防偽油墨中的應(yīng)用
    1.3 量子點(diǎn)的合成技術(shù)
        1.3.1 量子點(diǎn)的合成
        1.3.2 核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的合成
    1.4 微反應(yīng)技術(shù)及其在量子點(diǎn)合成中的應(yīng)用
        1.4.1 微反應(yīng)技術(shù)的特點(diǎn)
        1.4.2 微反應(yīng)技術(shù)在量子點(diǎn)合成中的應(yīng)用進(jìn)展
    1.5 CIS量子點(diǎn)的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 CIS量子點(diǎn)的基本性質(zhì)
        1.5.2 CIS及其復(fù)合結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的油相合成
    1.6 量子點(diǎn)市場(chǎng)及投資分析
        1.6.1 量子點(diǎn)市場(chǎng)分析
        1.6.2 總資產(chǎn)投資分析
        1.6.3 總生產(chǎn)成本分析
    1.7 課題的研究意義、目標(biāo)和內(nèi)容
        1.7.1 研究意義
        1.7.2 研究目標(biāo)和內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)裝置及量子點(diǎn)表征
    2.1 化學(xué)藥品、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與分析儀器
    2.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.2.1 用于批次實(shí)驗(yàn)的合成裝置
        2.2.2 用于連續(xù)合成的微反應(yīng)單元
    2.3 量子點(diǎn)的表征
第3章 高溫液相熱處理提高CIS熒光量子產(chǎn)率的研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 CIS量子點(diǎn)的合成
        3.2.2 CIS量子點(diǎn)的液相熱處理過程
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 CIS量子點(diǎn)的發(fā)光性質(zhì)
        3.3.2 CIS量子點(diǎn)的高溫液相熱處理
    3.4 本章小結(jié)
第4章 低溫合成廣譜發(fā)光核殼CIS/ZnS量子點(diǎn)的研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 ZnS的包裹對(duì)CIS吸收特性的影響和CIS/ZnS的晶體結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 CIS核反應(yīng)時(shí)間對(duì)光學(xué)特性的影響
        4.3.3 ZnS包裹溫度對(duì)CIS熒光量子產(chǎn)率的影響
        4.3.4 配體修飾對(duì)量子點(diǎn)光學(xué)特性和晶體生長(zhǎng)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 高效發(fā)光梯度核殼CIS/ZnS量子點(diǎn)的合成工藝研究
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 CIS/ZnS材料組成與結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 CIS/ZnS發(fā)光動(dòng)力學(xué)研究
        5.3.3 ZnS殼層包裹時(shí)間和核反應(yīng)時(shí)間對(duì)CIS/ZnS熒光特性的影響
        5.3.4 Zn/Cu原料摩爾比對(duì)CIS/ZnS發(fā)光特性的影響
        5.3.5 殼層包裹溫度對(duì)CIS/ZnS發(fā)光特性的影響
        5.3.6 CIS/ZnS的化學(xué)穩(wěn)定性
        5.3.7 優(yōu)化結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第6章 CIS和CIS/ZnS量子點(diǎn)的微反應(yīng)連續(xù)合成及其放大工藝研究
    6.1 前言
    6.2 實(shí)驗(yàn)方法
        6.2.1 CIS前驅(qū)體液體的制備
        6.2.2 Zn前驅(qū)體溶液的制備
        6.2.3 CIS和CIS/ZnS納米晶的微反應(yīng)連續(xù)合成
        6.2.4 主要微反應(yīng)設(shè)備的基本原理及特征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 配體對(duì)前驅(qū)體制備和CIS量子點(diǎn)的影響
        6.3.2 CIS量子點(diǎn)的微反應(yīng)器連續(xù)合成
        6.3.3 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和重復(fù)性考察
        6.3.4 全連續(xù)合成核殼結(jié)構(gòu)CIS/ZnS量子點(diǎn)
        6.3.5 基于微反應(yīng)器的放大分析
    6.4 本章小結(jié)
第7章 CIS規(guī)�；a(chǎn)工藝設(shè)計(jì)與投資估算
    7.1 前言
    7.2 工業(yè)化微反應(yīng)器大小初步試算
        7.2.1 工藝說明
        7.2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)
        7.2.3 工藝部分
        7.2.4 循環(huán)冷卻水水質(zhì)
        7.2.5 主要設(shè)備
        7.2.6 微反應(yīng)設(shè)備
    7.3 項(xiàng)目投資與經(jīng)濟(jì)性分析
        7.3.1 資本投資估算
        7.3.2 總生產(chǎn)成本估算
    7.4 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 全文總結(jié)
        8.1.1 論文完成的工作
        8.1.2 本文的特色及主要?jiǎng)?chuàng)新
    8.2 下一步建議與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
博士學(xué)位期間獲得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]配體對(duì)量子點(diǎn)合成影響的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 文丹,喻艷華,付成,張瑋瑩,張正濤.  江漢大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(01)
[2]量子點(diǎn)生物傳感器中的表面修飾技術(shù)及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用[J]. 劉星,羅陽.  分析化學(xué). 2014(07)
[3]水相合成近紅外CdTe量子點(diǎn)用于體液中硫醇的檢測(cè)[J]. 崔曉騰,呂玉洋,劉穎,吳伯岳.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2014(01)
[4]配體鏈長(zhǎng)對(duì)PbS量子點(diǎn)薄膜/Al肖特基結(jié)整流特性的影響[J]. 任志瑞,徐建萍,石少波,張曉松,袁虎臣,姜立芳,朱明雪,王麗師,李嵐.  光電子.激光. 2013(11)
[5]CdTe/CdS半導(dǎo)體量子點(diǎn)作為農(nóng)藥百草枯的高靈敏傳感器[J]. 卞倩茜,劉應(yīng)凡,于俊生.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2010(06)
[6]CuInS2半導(dǎo)體納米材料的合成研究[J]. 付紅紅,欒偉玲.  納米科技. 2010 (01)



本文編號(hào)：3688308