掺杂ZnSe纳米颗粒的合成和表征

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纳米颗粒(量子点)被广泛应用于生物荧光标记、微型光电器件、光敏化太阳能电池和有机化学物质的检测等许多领域。本文主要研究了一种更绿色环保的Se的前驱体制备掺杂ZnSe纳米颗粒的工艺,通过改变掺杂离子以及掺杂浓度来研究其对ZnSe纳米颗粒的光学性质的影响。首先本文采用热注射法成功制备了单分散性的高质量的ZnSe,Cu:ZnSe,Cu:ZnSe/ZnS纳米颗粒,其粒径为4.73nm~6.26nm。并且对制备条件进行了多方面的探究,最终确定在掺杂浓度为8%,Se的前驱体注入温度为240℃,量子点的生长温度为270℃、生长时间为20min(如Cu:ZnSe/ZnS包裹两层ZnS)条件下制备的纳米颗粒的光学性质较好。ZnSe,Cu:ZnSe,Cu:ZnSe/ZnS纳米颗粒的吸收峰的位置在382nm处,发光峰的位置在436nm和472nm处,量子产率为42.6%~63.6%。其次测量了Cu:ZnSe/ZnS纳米颗粒在脉冲强磁场下的性质,从实验的角度证明了半导体纳米颗粒的发光主要是由量子尺寸效应引起的;磁场能够加强导带与Cu的t2能级之间的辐射;磁场对纳米颗粒发光强度的影响并非单调的;可以明显看到Cu:ZnSe/ZnS纳米颗粒在低温下的发光强度增强了,这将拓宽纳米颗粒的应用范围。最后又用热注射法制备了单分散性的高质量的Ce:ZnSe,Ce:ZnSe/ZnS,Er:ZnSe,Er:ZnSe/ZnS,Ce:Cu:ZnSe,Ce:Cu:ZnSe/ZnS纳米颗粒,其粒径为10nm。其制备方法与Cu:ZnSe,Cu:ZnSe/ZnS相似,量子产率在34.6%左右。
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