半导体量子点的合成及性质研究

发布时间：2017-08-06 01:11

  本文关键词：半导体量子点的合成及性质研究

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【摘要】：本文采用液体-固体-溶液相转移(LSS)方法、微乳液方法等实验方法,制备了CdS、ZnS量子点,掺杂了过渡金属,研究了量子点的发光性质,并与上转换发光材料NaYbF_4:Tm~(3+)结合,研究了量子点的催化性能。具体研究内容如下:1.分别采用LSS方法、微乳液方法制备了CdS量子点。讨论了反应温度和时间对CdS量子点发光的影响,通过荧光光谱测试得出CdS量子点有两种特征发射峰,分别在450-470 nm和520-610 nm范围内。2.采用LSS方法制备了ZnS:x%Mn~(2+)量子点(x=0,1,3,5,7,9,11)。研究了乙醇和水的体积比及油酸的用量对ZnS量子点发光的影响。荧光光谱测试证明了过渡金属Mn~(2+)掺入ZnS量子点晶格,并在583 nm形成了新的发射中心。3.采用PVP辅助水热法制备了六方相的NaYbF_4:Tm~(3+)上转换荧光粉,讨论了水热反应温度、时间和Tm~(3+)的掺杂浓度对产物形貌和发光的影响,上转换荧光光谱中Tm~(3+)发射出紫外(361 nm)、可见(450 nm和475 nm)和近红外光(647 nm、695 nm和800 nm)。4.采用多步水热法制备了NaYbF_4:Tm~(3+)/CdS/TiO_2光催化剂,在模拟太阳光下降解罗丹明B验证了样品的光催化活性,探讨了半导体的催化性质。
【关键词】：半导体量子点 稀土上转换 发光性质 催化性质
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O471.1
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-17
• 1.1 引言7
• 1.1.1 纳米材料的定义7
• 1.1.2 纳米材料的分类7
• 1.2 纳米材料的基本效应7-8
• 1.2.1 小尺寸效应7-8
• 1.2.2 表面效应8
• 1.2.3 量子尺寸效应8
• 1.2.4 宏观量子隧道效应8
• 1.3 无机半导体纳米材料8-12
• 1.3.1 半导体量子点定义8-9
• 1.3.2 合成半导体量子点的方法9-10
• 1.3.3 几种表征半导体量子点的方法10-12
• 1.4 半导体量子点的应用前景12-14
• 1.4.1 光电领域的应用12-13
• 1.4.2 生物领域的应用13
• 1.4.3 催化领域的应用13
• 1.4.4 太阳能电池方面的应用13-14
• 1.5 选题依据及研究内容14-15
• 1.5.1 选题依据14
• 1.5.2 研究内容14-15
• 1.6 主要实验仪器、药品及表征方法15-17
• 1.6.1 主要实验仪器15
• 1.6.2 主要表征方法15-16
• 1.6.3 主要实验药品16-17
• 第二章 CdS量子点的制备及发光性质研究17-25
• 2.1 CdS量子点的制备17-18
• 2.1.1 液固溶相转移（LSS）方法制备CdS量子点17-18
• 2.1.2 微乳液方法制备CdS量子点18
• 2.2 LSS方法制备的CdS量子点的结果表征与讨论18-22
• 2.2.1 XRD测试及分析18-19
• 2.2.2 HRTEM测试及分析19
• 2.2.3 紫外可见吸收测试及分析19-20
• 2.2.4 荧光光谱测试及分析20-21
• 2.2.5 红外吸收测试及分析21-22
• 2.3 微乳液方法制备的CdS量子点的结果表征与讨论22-24
• 2.3.1 XRD测试及分析22
• 2.3.2 HRTEM测试及分析22-23
• 2.3.3 荧光光谱测试及分析23
• 2.3.4 红外吸收测试及分析23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 LSS方法制备ZnS量子点及其发光性质研究25-31
• 3.1 LSS方法制备ZnS量子点25
• 3.2 ZnS量子点的结果表征与讨论25-30
• 3.2.1 XRD测试及分析25-26
• 3.2.2 TEM测试及分析26-27
• 3.2.3 荧光光谱测试及分析27-29
• 3.2.4 红外吸收测试及分析29
• 3.2.5 紫外可见吸收测试及分析29-30
• 3.3 本章小结30-31
• 第四章 NaYbF_4: Tm~(3+)的制备及其表征31-39
• 4.1 PVP辅助水热法制备NaYbF_4: Tm~(3+)微米粒子32-33
• 4.2 NaYbF_4: Tm~(3+)微米粒子的表征33-37
• 4.2.1 XRD测试及分析33-34
• 4.2.2 SEM测试及分析34-35
• 4.2.3 上转换荧光光谱测试及分析35-37
• 4.3 本章小结37-39
• 第五章 NaYbF_4: 1%Tm~(3+)/CdS/TiO_2的制备及其表征39-46
• 5.1 多步水热法制备NaYbF_4: 1%Tm~(3+)/CdS/TiO_2复合材料39-40
• 5.1.1 水热法制备CdS纳米粒子39
• 5.1.2 溶胶-凝胶法制备TiO_239-40
• 5.1.3 水热法制备NaYbF_4: 1%Tm~(3+)/CdS/TiO_2复合材料40
• 5.2 NaYbF_4: 1%Tm~(3+)/CdS/TiO_2复合材料的表征40-45
• 5.2.1 XRD测试及分析40-41
• 5.2.2 SEM和TEM测试及分析41
• 5.2.3 上转换荧光光谱测试及分析41-42
• 5.2.4 紫外可见吸收光谱测试及分析42-43
• 5.2.5 光催化性能测试及分析43-44
• 5.2.6 光催化机理研究44-45
• 5.3 本章小结45-46
• 结论46-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-53
• 附录53

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本文编号：627725