铜锡共掺杂荧光量子点的制备及性能研究

发布时间：2018-04-28 11:50

  本文选题：CdS量子点 + 单掺杂　； 参考：《上海工程技术大学》2016年硕士论文

【摘要】：量子点(quantum dots),又称为半导体纳米晶体,一般是由Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族(CdS、CdSe和InP等)组成的纳米晶(d=1~10nm)。量子点具有荧光量子效率高、发光稳定性好及发光波长可调等特点,广泛应用于荧光标记、生物芯片、光电子器件、太阳能电池等领域。掺杂量子点相对于非掺杂量子点具有自吸收少,光化学稳定性好,荧光调控范围宽等特点。与单掺杂量子点相比,共掺杂量子点能够消除单掺杂过程中产生的电荷不平衡,减小非辐射重组,因此近年来引起了研究者们的广泛关注。本论文在本征量子点的基础上,研究了单掺杂和共掺杂量子点(包括CdS:Cu、CdS:Sn和CdS:CuSn量子点)的光学特性,表征了单掺杂和共掺杂CdS量子点的荧光光谱、量子效率、紫外吸收光谱、形貌和结构等性质,探讨了吸收和发光机理。在此基础上合成了单掺杂和共掺杂CdSe量子点,并研究其光学特性和结构。主要结论如下:(1)在十八烯溶剂油相体系中,采用“一步合成法”在高温无氧的条件下合成CdS量子点、CdS:Cu和CdS:Sn量子点。考察了掺杂比例和反应时间等实验条件对所制备量子点的光学特性的影响。结果表明Cu或Sn的掺入能有效提高CdS的荧光量子效率,其中CdS:Cu量子点的荧光量子效率更高,达到13.5%。Cu或Sn的掺入可使所制备CdS量子点的荧光发光波长红移。与Sn掺杂相比,Cu掺杂可使CdS量子点荧光峰红移的更远,最高达到690nm。(2)采用“一步合成法”在高温无氧的条件下合成了CdS:CuSn共掺杂量子点,研究了掺杂比例和反应时间等实验条件对所制备量子点光学特性的影响。结果显示CuSn共掺杂CdS显著增强了所制备量子点的荧光量子效率,最高达24.6%,ZnS对CdS:CuSn量子点的包覆进一步增强了荧光量子效率,达到38.2%。CuSn共掺杂作用可使所制备CdS量子点的荧光发光波长红移,最高达到640nm。(3)利用快速注射法在高温无氧条件下合成了CdSe量子点、单掺杂CdSe:Cu、CdSe:Sn量子点和共掺杂CdSe:CuSn量子点。研究了掺杂比例和反应时间等实验条件对所制备量子点光学特性的影响。结果表明Cu、Sn的掺入能不同程度的提高CdSe的荧光量子效率,最高达到14.9%。与CdS:CuSn量子点相比,CdSe:CuSn量子点的荧光峰红移更宽,最高达到740nm,在近红外区。总之,CuSn共掺杂量子点具有与单掺杂和本征量子点不同的光学特性,在荧光工业中具有潜在的应用价值。
[Abstract]:Quantum dots, also known as semiconductor nanocrystals, are generally nanocrystalline (1 ~ 10 nm) composed of 鈪，

本文编号：1815162