Ⅱ-Ⅵ族量子点掺杂玻璃的光学性质及研究进展

由于量子限域效应,尺寸可调的Ⅱ-Ⅵ族量子点掺杂玻璃在光学滤波片、非线性光学器件上的应用已经被广泛研究。玻璃中量子点的光学性质主要由量子点的尺寸、表面状态和周围基质环境决定,通过提高Se/Cd比可以有效地对量子点的表面缺陷进行钝化,实现CdSe量子点的本征发光;进一步调整热处理制度可以促进Zn离子扩散进入CdSe量子点表面,形成CdSe/Cd_(1-x)Zn_xSe核壳结构,使得缺陷发光几乎完全猝灭,从而提高量子点的荧光量子效率;在玻璃中原位合成的CdS/ZnS核壳结构量子点的荧光量子效率可达到53%。随着基础研究中玻璃中Ⅱ-Ⅵ族量子点荧光效率的不断提高,发光二极管(LED)等小型发光器件的制造成为可能。为了满足实际需要,建立核壳结构中量子点表面钝化机理模型,进一步优化量子点荧光效率是下一步需要解决的问题。     

羧基CdSe荧光量子点的制备及其荧光特性研究

以氯化镉、硒粉为前驱体,巯基乙酸(TGA)为稳定剂,制备了羧基CdSe量子点,并研究了其荧光特性与影响因素。结果表明,反应温度、反应时间与反应体系的pH值是影响量子点生长和荧光性能的主要因素。制备羧基CdSe量子点的最优条件为反应温度90℃、pH=11、n(Cd)∶n(Se)=2∶1。制备的羧基CdSe量子点的粒径随反应时间的延长而逐渐增大,量子点荧光稳定性好,荧光强度高,光漂白时间延长。     

ODA/TOPO质量比对CdSe量子点性能的影响

采用高温有机金相法,在非配位溶剂中用双配位体系十八胺(ODA)和三辛基氧化磷(TOPO)合成了CdSe量子点(QDs),表征了量子点的形貌,研究了双配位体系中不同ODA与TOPO质量比对CdSe量子点的尺寸分布和荧光量子效率的影响.结果表明,引入ODA后,可制备出分散性良好、形状规则、尺寸分布均匀的CdSe量子点.当ODA与TOPO的质量比为3-4时,量子点的尺寸约为3 nm,光谱半高宽(FWHM)达到最小值29 nm,其量子效率可以达到52.8%-58.1%.     

微波辅助快速合成水溶性CdTe/CdSe核壳量子点

以巯基乙酸(TGA)作为稳定剂,用微波辅助法快速合成了水溶性CdTe/CdSe核壳量子点.比较了传统水热法和微波辅助法制备的量子点性能,研究了加热温度、反应物配比及CdTe量子点浓度对CdTe/CdSe核壳量子点的性能影响.研究结果表明,核壳结构的CdTe/CdSe量子点比单一的CdTe量子点具有更优异的光致发光强度和...     

含Ag量子点钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

以正硅酸乙酯、硼酸、金属钠为前驱体采用溶胶-凝胶法合成含Ag量子点的钠硼硅玻璃。X射线粉末衍射 (XRD) 分析Ag量子点具有立方相。通过透射电子显微镜 (TEM) 和高分辨透射电子显微镜 (HRTEM) 测定量子点的尺寸和分布, 结果显示在玻璃中量子点呈规则的球形, 并且尺寸在5~13 nm之间。紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱仪得到Ag量子点的表面等离子体共振吸收峰大约在406 nm附近; 利用飞秒Z-scan 技术在800 nm波长处用飞秒钛宝石激光辐照对Ag量子点玻璃的非线性光学性质进行研究, 该玻璃的非线性折射率γ、非线性吸收系数β和三阶非线性极化率χ⁽³⁾分别为 –1.72×10^-17 m²/W、9.96×10^-11 m/W、1.01×10^-11 esu。     

石墨烯量子点/CdS/CdSe共敏化太阳能电池

以三维锐钛矿TiO₂微球为上层光散射层材料, 以商业纳米TiO₂为下层连接材料, 采用刮刀法制备了一种新颖的双层TiO₂薄膜, 并应用于量子点敏化太阳能电池(QDSSC)。其中, 石墨烯量子点(GQDs)采用滴液法引入, CdS/CdSe量子点采用连续离子层吸附法(SILAR)制备。采用场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱及荧光光谱对样品进行表征。实验还制备了CdS/CdSe量子点敏化及石墨烯量子点/CdS/CdSe共敏化太阳能电池, 并研究了石墨烯量子点及CdS不同敏化周期及对电池性能影响。研究结果表明, 石墨烯量子点及CdS不同敏化周期对薄膜的光学性质、电子传输及载流子复合均有较大影响。优选条件下, TiO₂/QGDs/CdS(4)/CdSe电池的光电转换效率为1.24%, 光电流密度为9.47 mA/cm², 显著高于TiO₂/CdS(4)/CdSe电池的这些参数(0.59%与6.22 mA/cm²)。这主要是由于TiO₂表层吸附石墨烯量子点后增强了电子的传输, 减少了载流子的复合。     

CdSe量子点的制备及荧光性能改善

主要讨论了CdSe量子点的制备及荧光性能的改善.采用水相合成方法制备了CdSe量子点,并用X射线粉末衍射仪对所合成的量子点进行表征,用荧光分光光度计研究了量子点的荧光性质.结果表明,采用样品处理温度的调节和ZnS壳层的包覆能在一定程度上改善CdSe量子点的荧光性能.     

新型2-芳基咪唑并菲咯啉Ni(Ⅱ)配合物的合成及光学非线性

设计合成了3个新的含2-芳基-1H-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉的Ni(Ⅱ)配合物,用UV、IR、MS和元素分析进行了表征。采用飞秒激光,运用简并四波混频法,研究了Ni(Ⅱ)配合物在非共振状态下的三阶非线性光学性能。它们的三阶非线性光学极化率χ(3)为(3.99～4.36)×10-13esu,非线性折射率n2为(7.33～8.03)×10-12esu,分子二阶超极化率γ为(3.98～4.37)×10-31esu,响应时间τ为50～86fs。探索了配合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响。结果表明扩展π电子共轭体系,增强非平面分子内电荷转移等因素有利于获得较大的三阶光学非线性。     

新型固体电解质Li_(8.5)Ga_(0.5)GeP_2S_(12)

制备了一种新型固体电解质Li8.5Ga0.5GeP2S12。用XRD、SEM、恒电流间歇滴定技术(GITT)和恒电流恒电压测试对其物相、形貌、离子导电性、锂离子的扩散系数和电池的充放电特性等进行了分析。Li8.5Ga0.5GeP2S12属于三斜晶系,P1空间群;固态电解质锂离子电池在3.30V、4.01V、4.18V时锂离子扩散系数(14.4×10-10 cm2·s-1、1.47×10-10 cm2·s-1、0.58×10-10 cm2·s-1)和液态电解液组成的锂离子电池的离子扩散系数(17.4×10-10cm2·s-1、2.02×10-10 cm2·s-1、0.75×10-10 cm2·s-1)基本处于一个数量级;固态电解质Li8.5Ga0.5GeP2S12在低倍率下放电容量比液态电解质稍低,而在高倍率下放电容量比液态电解质要高;固态电解质Li8.5Ga0.5GeP2S12有很优异的耐高温安全性,在130℃、2h热箱实验中电池没发生明显体积变化,而相同条件下的液态电解质锂离子电池已发生严重涨气。     

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-BaTiO_3系无铅陶瓷的压电、铁电及热释电性能

使用传统的固相烧结法制备了(1-x)Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-BaTiO_3无铅压电陶瓷,研究了BaTiO3对陶瓷介电﹑压电﹑铁电及热释电性能的影响。X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)分析表明,适量的BaTiO3能完全固溶到Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷中,当BaTiO3含量为0.05x0.09时,(1-x)Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-BaTiO_3陶瓷处于三方四方两相共存状态,形成了准同型相界(MPB)。在MPB处,陶瓷的介电﹑压电、铁电及热释电性能均达到最佳:d33～170pC/N,εr～869,kp～27%,Pr～32.91μC·cm-2,Ec～26.5kV·cm-1,p～2.01×10-8Ccm-2·℃-1,FV～1.81×10-2 m2·C-1,FD～0.82×10-5Pa-1/2。对阻抗频率特性的研究发现,BaTiO3的加入能使材料性能"软化"。研究还发现适量BaTiO3的加入能促使BNT压电陶瓷的退极化温度向高温方向移动,93Bi0.5Na0.5TiO3-7BaTiO3陶瓷在80℃开始由铁电相向反铁电相转变。     

锡硫化合物包覆的水溶性硒化镉量子点的制备与表征

以Na2S、Na2SnO3、稀盐酸及水合肼为原料成功合成了锡硫化合物(Metalchal cogenidometalates,MCCs)。该化合物在离子溶液中解离出SnS44-或Sn2S46-,这两种低聚阴离子因其电子空间结构特殊而具有配位作用,故能置换CdSe量子点表面原有的长链有机配体,从而实现量子点从有机相到无机相的转移。配体交换后的量子点可以较好地分散在水、氨水、水合肼和二甲亚砜等一系列极性溶剂中。我们分别用透射电子显微镜(TEM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光发射光谱(PL)和红外吸收光谱(FTIR)表征了CdSe的分散性、光学性质及表面配体情况。     

微反应器中利用非配位有机溶剂法可控合成CdSe量子点

采用微反应器技术, 在低毒性的非配位有机溶剂十八烯(ODE)/配体十八烯酸(OA)反应体系中对CdSe量子点进行了尺寸可控合成. 详细探讨了制备条件对生成的CdSe量子点的粒子数及粒子尺寸的影响. 结果表明, 反应温度对生成的粒子数不产生显著影响, 但相对较高的温度有利于具有较强荧光性的CdSe量子点生成. 在固定其他反应条件下, 过量的Se有利于生成大量的小粒子, 当n(Cd):n(Se)=1:5时, 产率可接近100%. 反应物中配体的量直接影响到单体的浓度, 通过控制配体OA浓度和反应时间, 成功地制备了一系列显示从蓝色到红色荧光, 粒径在2.2~4.3nm的CdSe量子点.     

水相制备CdSe量子点及其ZnS核壳结构量子点

因具有较宽的可调控发光范围,CdSe量子点及其ZnS核壳结构量子点受到了研究者们的普遍关注。采用水相回流法合成了CdSe量子点及其ZnS核壳结构量子点,并结合透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)对样品进行表征。TEM结果表明,合成的量子点粒径分布较宽且结晶度较高;从XRD分析结果可以看出,CdSe量子点为闪锌矿结构,沿着晶面向外生长ZnS壳层后,谱峰向高角度偏移;从UV-Vis和PL分析结果可以看出,CdSe量子点于500 nm处出现吸收肩峰,于644 nm处出现半高宽较宽的缺陷发光峰;随着反应时间的延长,于577 nm处出现本征发光峰。包覆了ZnS壳层后,量子点不仅发光强度明显增大,而且稳定性显著提高。该合成方法节能环保、生产效率高,具有较大的应用空间。     

水相中CdSe与核/壳CdSe/CdS量子点的制备与发光特性研究

以巯基乙酸为稳定剂在水相中制备了CdSe与核/壳型CdSe/CdS量子点水溶胶, 用紫外-可见吸收光谱和发射光谱研究了它们的发光特性, 并且用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了它们的结构、形貌和化学组成, 结果表明使用该方法制备的量子点分散性良好, 而且用CdS对CdSe进行表面修饰以后的发光强度明显提高, 发射光谱和吸收光谱都有红移现象, 不同粒径颗粒的吸收峰的位置也有所不同.     

CdSe胶质量子点的电致发光特性研究

采用胶体化学法合成硒化镉(CdSe)胶质量子点, 在此基础上制成了以CdSe胶质量子点为有源层, 结构为ITO/ZnS/CdSe/ZnS/Al的电致发光(EL)器件. 透射电镜测量表明量子点的尺寸为4.3 nm, 扫描电子显微镜测量ZnS薄膜和Al薄膜结果显示表面均较为平整, 由器件结构的X射线衍射分析观察到了CdSe(111)、ZnS(111)等晶面的衍射, 表明器件中包含了CdSe量子点和ZnS绝缘层材料. 光致发光谱表征胶质量子点的室温发光峰位于614 nm, 电致发光测量得到器件在室温下的发光波长位于450 ~ 850 nm, 峰值在800 nm附近. 本文对电致发光机制及其与光致发光谱的区别进行了讨论.     

Cd_xZn_(1-x)Se_yS_(1-y)量子点/PVDF纳米复合薄膜的制备与性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)作为Cd_xZn_(1-x)Se_yS_(1-y)量子点微封装材料,利用简易刮涂法工艺成功制备出大面积、高稳定性的Cd_xZn_(1-x)Se_yS_(1-y)量子点/PVDF纳米复合薄膜,同时对该纳米复合薄膜的结构、形貌及光学性能进行表征和分析,并进一步研究纳米复合薄膜的水热稳定性。研究结果表明,使用刮涂工艺制备的Cd_xZn_(1-x)Se_yS_(1-y)量子点/PVDF纳米复合薄膜仍然保持优良的荧光光致发光特性,利用该工艺能够实现大面积8 cm×15 cm Cd_xZn_(1-x)Se_yS_(1-y)量子点/PVDF纳米复合薄膜制备,该薄膜在紫外灯照射下发出明亮红光。通过PVDF和Cd_xZn_(1-x)Se_yS_(1-y)量子点的复合,将得到的复合薄膜在沸水中沸煮240min发光性能基本不会发生变化,具备超高的稳定性。     

量子点/环氧树脂复合材料的制备及性能

通过自组装技术将十二胺包覆到CdSe量子点表面实现量子点的氨基改性,并以三乙烯四胺为固化剂制备得到CdSe量子点/环氧树脂复合材料,研究了量子点表面氨基改性对复合材料性能的影响。通过高分辨透射电镜表征量子点的分散情况及粒径大小,X射线能谱表征量子点改性前后元素的变化,动态光散射表征量子点团簇在环氧基体中的粒度分布,紫外-可见光谱表征复合材料的透明性,荧光光谱表征复合材料的荧光性能,冲击试验表征量子点改性前后对复合材料的增韧作用。结果表明,氨基改性量子点/环氧树脂复合材料的透明度为原始量子点/环氧树脂复合材料的2倍,荧光强度为原始量子点/环氧树脂复合材料的4倍。当量子点含量为0.5%时,氨基改性量子点/环氧树脂复合材料的冲击强度达7.28 k J/m~2。     

Sr_(0.5)Ba_(0.5)TiO_3/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3双层薄膜的微观结构

采用脉冲激光沉积法在(001)LaAlO_3衬底上制备了Sr_(0.5)Ba_(0.5)TiO_3/La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3薄膜,利用透射电子显微镜对薄膜的微观结构进行了研究。结果表明,底电极La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_3在LaAlO_3衬底上外延生长并形成立方-立方取向关系。不同于块体结构,LSCO薄膜发生了结构转变,形成一种氧缺位有序调制结构。整个薄膜由大量取向畴组成,其中包含一些层错与反相畴界等缺陷。生长温度为500℃时,Sr_(0.5)Ba_(0.5)TiO_3薄膜为柱状多晶结构;当温度升高至820℃时,薄膜为缺陷较少的单晶结构。     

CdSe量子点的合成、功能化及生物应用

量子点是一种新型荧光纳米材料,具有独特而优良的荧光性质,近年来受到研究者的广泛关注。文章综述蛋白质、抗体、肽类以及DNA等对CdSe量子点(CdSe QDs)的表面功能化作用,以及CdSe QDs在生物传感分析中的重要研究进展。具体介绍CdSe量子点的多种合成方法(包括有机相合成、水相合成等),蛋白质、抗体、肽类、DNA利用共价键或静电作用对CdSe量子点修饰方法,以及其在生物医学标记与成像、生物传感、药物载送以及癌症治疗等领域的相关应用,最后针对现有研究的不足进行展望。希望通过对CdSe量子点全方位总结与概述,在一定程度上帮助科研工作者快速、准确了解其相关性质与研究进展。     

3种具有D-π-A-π-D构型化合物的合成及三阶非线性光学性能

合成了3种新的D-π-A-π-D构型的2,6-双[(取代苯基)偶氮]蒽醌化合物,并用IR,1H NMR和元素分析表征了其结构.采用飞秒激光,运用简并四波混频(DFWM)法,研究了化合物的三阶非线性光学性能.它们的三阶非线性光学极化率χ(3)为(3.75～3.93)×10-13esu,非线性折射率n2为(6.90～7.24)×10-12esu,分子二阶超极化率γ为(3.52～3.84)×10-31esu,响应时间为94～108fs.分析了化合物的分子结构对三阶非线性光学性能的影响.