共掺杂型水溶性ZnSe量子点的制备与荧光调控

发布时间：2017-04-01 13:20

  本文关键词：共掺杂型水溶性ZnSe量子点的制备与荧光调控，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：共掺杂型ZnSe量子点是指在主体ZnSe量子点中掺入两种不同的杂质离子而形成的复合型纳米材料。通过对掺杂元素进行调控,可以得到荧光性能可控的共掺杂型ZnSe量子点。本文围绕着水溶性掺杂型ZnSe量子点的制备与荧光调控展开研究,具体内容如下：通过共掺杂的方法制备了水溶性Ag,Mn:ZnSe量子点,提出利用Ag+充当无辐射复合中心,有效地抑制了ZnSe本征荧光与缺陷荧光,提高了Mn:ZnSe量子点的单色性。通过调节Ag+掺杂量、反应时间、Zn储存液中MPA/Zn比例以及溶液pH值等实验条件,最大程度优化了Ag,Mn:ZnSe量子点的单色性。探究了Mn:ZnSe量子点与Ag,Mn:ZnSe量子点激子耗散方式的差异,发现杂质Ag+会引入一个较快的激子耗散渠道,降低ZnSe本征荧光的辐射复合速率(krZnSe)以及电子从ZnSe导带到缺陷能级的转移效率(ΦETTS),从而抑制ZnSe本征荧光与缺陷荧光,同时Ag+不会严重影响电子从ZnSe导带到Mn杂质能级的转移效率(ΦETMn),对Mn杂质荧光影响较小。该工作首次提出了纳米尺度的滤波效应,解决了水溶性Mn:ZnSe量子点单色性较差的缺点,其中掺杂无辐射复合离子的方法为量子点荧光调控提供一种新思路。研究了溶液pH值、Zn储存液注入速度以及反应温度等实验条件对Cu,Mn:ZnSe量子点荧光性质的影响。通过调控量子点的尺寸,实现了对Cu杂质荧光和Mn杂质荧光的调控,通过调控Cu与Mn杂质荧光的峰位以及荧光强度获得了多色荧光,并且成功调制出白色荧光,使单一量子点具备白光发射能力。该工作为量子点在半导体器件领域提供了一种无毒的白色发光材料。
【关键词】：水溶性 ZnSe量子点 共掺杂 荧光调控
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O471.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章、绪论9-19
• 1.1 量子点的特性9-11
• 1.1.1 量子尺寸效应9-10
• 1.1.2 表面效应10-11
• 1.2 量子点的合成11-12
• 1.2.1 金属有机合成法11-12
• 1.2.2 水相合成法12
• 1.3 掺杂型ZnSe量子点12-14
• 1.3.1 掺杂型ZnSe量子点的发光原理12-13
• 1.3.2 油溶性掺杂型ZnSe量子点的研究进程13-14
• 1.3.3 水溶性掺杂型ZnSe量子点的研究进程14
• 1.4 共掺杂型ZnSe量子点14-15
• 1.4.1 共掺杂型ZnSe量子点的优势14-15
• 1.4.2 共掺杂型ZnSe量子点的荧光调控15
• 1.5 量子点的应用15-17
• 1.5.1 量子点在生物医学领域的应用15-16
• 1.5.2 量子点在离子检测领域的应用16
• 1.5.3 量子点在电致发光器件领域(QLED)的应用16-17
• 1.5.4 量子点在太阳能领域的应用17
• 1.6 本论文重要的研究课题17-19
• 第二章、Ag,Mn：ZnSe量子点的制备与荧光调控：一种纳米尺度的滤波效应19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 实验部分19-20
• 2.2.1 实验试剂19
• 2.2.2 NaHSe溶液的制备19
• 2.2.3 Zn储存液的制备19
• 2.2.4 水溶性Mn：ZnSe量子点的制备19
• 2.2.5 水溶性Ag：ZnSe量子点的制备19-20
• 2.2.6 水溶性Cu,Ag：ZnSe量子点的制备20
• 2.2.7 水溶性Ag,Mn：ZnSe量子点的制备20
• 2.2.8 测试与表征20
• 2.2.9 量子点荧光量子产率测试20
• 2.3 Mn：ZnSe量子点光学性质的研究20-23
• 2.3.1 Mn：ZnSe量子点的制备与表征20-21
• 2.3.2 实验条件对Mn：ZnSe量子点荧光的影响21-22
• 2.3.3 机理分析22-23
• 2.4 Ag杂质离子对量子点荧光的抑制作用23-24
• 2.4.1 Ag：ZnSe量子点的光学特性23
• 2.4.2 Cu,Ag：ZnSe量子点的光学特性23-24
• 2.5 Ag杂质离子的光学滤波效应24-34
• 2.5.1 Ag,Mn：ZnSe量子点的制备与表征24-26
• 2.5.2 实验条件优化26-28
• 2.5.3 纯Mn杂质荧光量子点的制备28-29
• 2.5.4 稳定性测试29
• 2.5.5 机理与讨论29-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章、Cu,Mn：ZnSe量子点的制备以及荧光调控35-43
• 3.1 引言35
• 3.2 实验部分35-36
• 3.2.1 实验试剂35
• 3.2.2 NaHSe溶液的制备35
• 3.2.3 Zn储存液的制备35
• 3.2.4 水溶性Cu：ZnSe量子点的制备35-36
• 3.2.5 水溶性Cu,Mn：ZnSe量子点的制备36
• 3.2.6 测试与表征36
• 3.3 Cu：ZnSe量子点的尺寸调控36-37
• 3.3.1 溶液pH值对Cu：ZnSe量子点荧光的影响36-37
• 3.3.2 Cu：ZnSe量子点的TEM表征37
• 3.4 Cu,Mn：ZnSe量子点的荧光调控37-42
• 3.4.1 实验条件对Cu,Mn：ZnSe量子点荧光的影响37-39
• 3.4.2 不同尺寸Cu,Mn：ZnSe量子点的制备39-41
• 3.4.3 白色量子点的设计41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章、总结与展望43-44
• 参考文献44-48
• 致谢48-49
• 作者简介49

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