在水相中优化合成CdX半导体纳米材料

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量子点(QDs),又称半导体纳米晶体,通常是由Ⅱ-Ⅵ或Ⅲ-Ⅴ族元素组成,目前研究较多的主要是YX(Y=Cd、Zn;X=S、Se、Te)。由于其尺寸依赖的光电特性,在实际应用方面受到普遍关注和广泛的研究,如用于生物标记,光伏器件,和激光器。目前,报道了两种合成CdTe量子点的普遍方法。一种是有机金属路线,所制备的量子点包覆有憎水性配体,因此不能直接进行实际应用。另一种方法是水相合成路线,完全在水溶液中生成量子点,不需要进一步的表面亲水修饰,具备生物兼容性和稳定性。CdTe是一种重要的半导体材料,CdTe量子点由于其很大的激子玻尔半径(7.3nm)和很窄的本体能带间隙(1.475eV)表现出很好的前景。CdTe量子点作为荧光探针和传感器被广泛研究。本文研究了在水相中合成CdTe及核壳型CdTe/CdS半导体量子点。通过荧光光谱(PL)分析、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)和X-射线粉末衍射(XRD)光谱分析对产物进行了表征。主要研究成果和结论如下:(1)用巯基丙酸(MPA)作稳定剂,在氮气保护下,水相中合成了CdTe半导体量子点。实验结果表明:反应时间、温度、PH值、Te2-和Cd2+的摩尔比及巯基丙酸与镉离子的比例,对CdTe量子点的粒径大小、粒径的分布和粒子的生长速度均有很大影响。并对这些影响因素进行了系统的研究。(2)在水相中制备了不同壳层厚度的核壳型半导体CdTe/CdS量子点,实验结果表明:反应时间、温度、硫化钠浓度和NaOH的量对CdTe/CdS量子点的壳层厚度和荧光强度都有很大影响。本文实验条件温和、操作简便、试剂便宜、易于推广。
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