闪锌矿CdSe半导体二维纳米晶的生长机理研究

发布时间：2024-12-21 06:38

　　倘若以概念的建立作为开端,对胶体半导体纳米晶的研究已有了近四十年的历史,并逐渐发展为一个充满活力、与多个学科都密切相关的研究领域。作为这个领域最迟被发现的重要分支,只在厚度方向受量子限域效应作用的溶液半导体二维纳米晶,在最近十年得到了飞速的发展。然而,比起人们对量子点的生长机理的认知,二维纳米晶——尤其是闪锌矿结构的二维纳米晶——的生成机理还是一团混沌。本论文正是由此入手,旨在探索各向异性的二维结构中,对称性破缺发生的原因以及具体过程。首先,本论文总结了不同厚度的闪锌矿CdSe二维纳米晶的常见合成方法,并针对合成中的两个关键步骤——“晶种”形成和二维纳米晶的诱导生长——进行了系统研究。通过对硒前体的种类及其引入方式、镉盐前体的链长以及诱导剂醋酸镉的引入方式的分析,肯定了“晶种”对于二维纳米晶厚度分布调控的决定性作用。基于以上认识——闪锌矿CdSe二维纳米晶各反应因素对厚度的影响,我们对每种厚度的二维纳米晶都给出了一个优化后的反应系统,并且对优化后的系统进行了生长动力学研究。通过这些生长动力学研究,以及对现存的生成机理,如单体吸附生长、相分离沉淀生长、软模板生长等探讨,初步推断出“晶种”定...

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１?ＩＩ－ＶＩ族半导体两种常见晶型

成为了半导体纳米晶的主流合成方法［２３］。??纳米晶的“溶液”二字，说明了其合成环境，给反应前体了保证；而“半导体纳米晶”，则代表了其主体，即至少体晶体；实现半导体纳米晶在溶液中优异的分散性，要求机配体，配体用以保证晶体的溶液稳定性，并且在尺寸分作用。??素来看，常见的溶液半导体....

图１．２左：量子限制效应示意图，能級结构隨尺寸大小变化；右：从下往上分别代表了直径为？２ｎｍ至??？８?ｎｍ的ＣｄＳｅ量子点溶液的紫外－可见吸收光谱（白色）和荧光光谱（彩色）

光子的能量也越大，在吸收光谱和荧光光谱上表现为峰位置逐渐蓝移。换句话说，通过??改变量子点的粒径大小，我们可以得到不同颜色的光。以硒化镉量子点为例，此发光范??围几乎覆盖整个可见光区（图１．２右）。??按照量子限域效应起作用的维度数量的不同，可以把半导体纳米晶分成：三维限域??的....

图１．４量子点材料在显示、照明、清洁能源以及生物医学领域的应用

?４?ｓ?ｄｓ?１６?３２?６４??图１．３左：体相、二维结构、一维结构和零维结构半导体材料的形貌示意图和对应的能级结构示意图；??右：ＣｄＳｅ量子点、量子线和量子片的能带带宽随尺寸变化图。??目前为止，发现最早的是各向同性生长的量子点。因为溶液法合成基本在高温下进行，??致使生....

图１．３左：体相、二维结构、一维结构和零维结构半导体材料的形貌示意图和对应的能级结构示意图；??：ＣｄＳｅ、

?＃??画??图１．４量子点材料在显示、照明、清洁能源以及生物医学领域的应用。??与此同时，各向异性的溶液纳米晶的控制合成，却始终是个难题。２０００年，Ｐｅｎｇ等实??现了尺寸分布与形貌近乎单分散的纤锌矿结构的ＣｄＳｅ量子棒的合成，并在后续的报道中对??其沿特定长轴的各向异性生长....

本文编号：4018566