ZnTe/ZnSe量子点的制备与表征

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量子点有光学性质依赖于其尺寸的特点,与传统的有机染料荧光探针相比,荧光量子点发射光谱分布对称且宽度窄,单一波长激发,光化学稳定性高,不易光解,是荧光探针新的优良选择。相对于镉系列量子点(CdX,X=Te,Se,S),锌系列量子点(ZnX, X=Te,Se, S)的毒性低,其中,ZnTe相对ZnSe量子点的发光波段红移。单独的量子点表面缺陷多,稳定性低,核壳量子点的制备可提高稳定性,改善发光性能。本文采用水相合成法,以ZnSO47H2O和Te粉为原材料,通过NaHTe(或NaHSe)和Zn2+作为Te(或Se)和Zn前驱体,以谷胱甘肽(GSH)为稳定剂,水相合成了ZnTe、ZnSe和ZnTe/ZnSe量子点。研究了组分配比、溶液pH值、合成温度和时间等制备工艺参数对所得量子点的紫外吸收光谱和荧光光谱的影响,考察量子点的最佳合成条件,并对所得量子点进行结构及形貌的表征。结果表明,通过改变组分配比、溶液pH值、合成温度和时间等参数,可以获得的粒径和光学性能可调的ZnTe、ZnSe和ZnTe/ZnSe量子点。阴离子前驱体的比例增大会使ZnTe和ZnSe量子点的紫外吸收和荧光发射光谱红移,而会使ZnTe/ZnSe量子点的紫外吸收及荧光发射光谱蓝移;三种量子点的可合成pH值范围均为pH≥7, pH值的增大使ZnTe和ZnSe的吸收波长和发射波长均红移,但使ZnTe/ZnSe量子点生长不均匀。ZnTe和ZnTe/ZnSe量子点为六角晶型,ZnSe量子点为闪锌矿型结构,ZnTe/ZnSe量子点具有很好的分散性以及荧光特性。当合成条件为Zn: GSH: E(E=Te, Se)=2:4:0.5,pH=7,T=80℃时,ZnTe量子点的紫外吸收波峰窄而且波长明显红移;ZnSe量子点稳定性好。选取Se: Te=20:1时,同一最佳条件下,制备的ZnTe/ZnSe量子点具有最佳的荧光变化范围,且随着反应时间的延长可以得到很好的生长,荧光发射峰红移。所合成的量子点尺寸约为10nm。
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