掺杂量子点/聚合物复合材料及荧光聚集器应用

发布时间：2021-02-08 01:20

　　本文主要研究了两个科学问题,一是对半导体纳米晶的金属异价掺杂问题:采用“由外及里”的离子交换方法,利用膦配体（如三丁基膦等）诱发的阳离子交换合成掺杂有异价离子Cu⁺的II-VI族半导体纳米晶,并对其吸收及发射特性、斯托克斯位移、电子掺杂态等进行了调控研究;二是利用原位聚合的方式制备了异价掺杂半导体纳米晶/PMMA及PDMS复合材料,研究了复合前后纳米晶及聚合物各自性能的变化并探讨了其作为太阳能荧光聚集器的应用。主要取得的成果及创新点如下:1.利用阳离子交换方法制备浓度可控的异价Cu⁺掺杂CdS纳米晶。几何相位分析（GPA）证实了Cu离子的掺杂为深度掺杂而非表面掺杂;X射线吸收近边结构（XANES）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）、X射线光电子能谱（XPS）证实了Cu离子的掺杂为+1价态为主的异价掺杂,且掺杂浓度可控;透射电子显微镜（TEM）结果表明合成的掺杂纳米晶单分散性良好、尺寸分布均匀;高分辨TEM（HRTEM）及X射线粉末衍射（XRD）结果表明合成的掺杂纳米晶为稳定单一的六方相纳米晶;紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱（... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

共沉淀法制备钛酸钡纳米晶（2）水热法

图 1.2 水热法制备氢氧化镉纳米线3） 溶胶-凝胶法胶-凝胶法是将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分，最后得无机材料的点在于可以低温下制备纯度高、粒径分布均匀、化学活性高的单或多子级混合),并可制备传统方法不能或难以制备的产物。[26]中金属有机合成法主要是将混合的金属阳离子有机前驱体和阴离子到特定温度，通过长链的配体及混合液的稳定性制备纳米粒子的一种反应温度、时间、有机前驱体的活性和浓度等条件获得所需形貌、尺图为 Peng 等[27-28]提出“绿色化学”法，用金属氧化物或者金属盐作氧化镉取代二甲基镉作为镉盐，非配位的十八烯作为络合剂，加热过或金属盐转化为稳定的可溶性的金属络合物，通过控制反应速率形成量、单分散的 CdSe 纳米晶。

图 1.3 溶胶-凝胶法制备 CdSe 纳米晶导体纳米晶的掺杂杂是一种有效调控半导体纳米晶性能的手段。掺杂即为有目的地将某些杂基体材料中，调控半导体材料中空穴或电子的浓度，引入掺杂能级，从而料的光电磁学等性能。相比较于常规块体材料来说，纳米晶的掺杂难度是首先，由于半导体纳米晶体积较小，采用常规的掺杂技术，会出现定位子分布不均等问题，这将极大影响器件的稳定性能。其次，量子点存在作用，使得掺入的杂质易迁移到表面，降低掺杂的浓度。最后，纳米晶生这也会加大调控掺杂的难度。[29]于掺杂机制的理解，目前最主要有三种模型，如图1.4所示。[30-34]第一种机ll模型，[35]该模型认为杂质在纳米晶中的存在由统计规律决定并且溶解度同，因此随着纳米晶体积的减少，其拥有的杂质也会大幅度减少。但是该


本文编号：3023144