掺杂量子点的合成及光学性质研究

发布时间：2018-03-17 23:25

  本文选题：量子点　切入点：掺杂　出处：《贵州师范大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：半导体纳米晶的几何尺寸小于给定材料的激子尺寸,纳米晶的能级结构和光学性质将由激子的量子限域效应决定,如果形貌接近各向同性(近似球形),这个尺寸范围的半导体纳米晶就被称为量子点,在工业上具有极其重要的应用价值。所谓掺杂,就是通过在半导体材料的晶格中引入杂质或者缺陷,从而控制材料的一些物理性质如:光学、电学、磁学等。在光学性质方面,掺杂量子点在保留了本征量子点优异的发光性能的同时,由于较大的斯托克斯位移避免了本征量子点因自吸收而引起的淬灭现象。此外掺杂还极大提高了量子点自身的化学稳定性,热稳定性以及拥有更长的荧光寿命。该论文主要以Ⅱ~Ⅵ族半导体纳米晶作为锰、银和金掺杂的宿主材料合成了多种发光性能优越的掺杂量子点,对掺杂量子点的合成及发光机理研究方面取得了以下创新性的研究成果:1、使用水热法方式合成了水溶性Mn:ZnSe量子点,通过分子外延生长的方式分别在Mn:ZnSe量子点表面沉积宽带隙材料ZnS和Zn O壳层,并验证了在相同条件下Mn:ZnSe/ZnS比Mn:ZnSe/ZnO有更好的化学稳定性和更高的发光效率。2、成功合成了高质量,纯Ag掺杂发光并且发光可调的Ag:ZnCdS量子点。并运用原位生长ZnS的方式构建了量子效率高达58%的核壳型Ag:ZnCdS/ZnS量子点。通过简单的Se处理的方式使Ag:ZnCdS合金量子点向Ag:ZnCd SSe量子点转变。3、基于共成核的方式,使用水热合成的新型硫源合成了高质量,纯Ag掺杂发光并且发光可调的水溶性Ag:ZnCdS量子点。同时使用硫脲作为一种低活性的硫前驱体合成了相应的Ag:ZnCdS量子点来测试了新型硫源在化学合成方面的优势。通过Se与S前驱体的不同比例合成了发光可调的Ag:ZnCdSeS量子点。进一步通过原位沉积ZnS的方式获得了高量子效率的Ag:ZnCdS/ZnS和Ag:ZnCdSeS/ZnS量子点。4、通过采用高活性硫源,以巯基丙酸为配体,调控Au的掺杂含量、Zn/Cd的比例、pH值合成了发光位置在495-583nm可调的Au:ZnCdS量子点。进一步,通过包覆宽带隙ZnS材料有效消除其表面缺陷,获得了高效发光的Au:ZnCdS/ZnS量子点。利用X-射线粉末衍射、透射电子显微镜对其结构和形貌进行了表征。
[Abstract]:The geometrical size of semiconductor nanocrystals is smaller than that of the given materials. The energy level structure and optical properties of nanocrystals are determined by the quantum limiting effect of excitons. If the morphology is close to isotropic (approximately spherical), semiconductor nanocrystals of this size range are called quantum dots and have extremely important industrial application value. It is by introducing impurities or defects into the lattice of semiconductor materials to control some of the physical properties of the materials such as optics, electricity, magnetism, etc. In terms of optical properties, The doped quantum dots retain the excellent luminescence properties of intrinsic quantum dots. Because of the larger Stokes shift, the quenching of intrinsic quantum dots caused by self-absorption is avoided, and the chemical stability of quantum dots is greatly improved by doping. Thermal stability and longer fluorescence lifetime. In this paper, doped quantum dots (QDs) with excellent luminescence properties have been synthesized from 鈪，

本文编号：1626985