复合结构纳米晶CdS∶Cu/CdS的制备及光学特性

在非配位溶剂中合成了高质量的CdS纳米晶核,并利用Cu²⁺离子对其进行掺杂,制备了CdS∶Cu纳米晶.通过进一步采用连续离子层吸附反应的方法对CdS∶Cu纳米晶进行表面修饰,得到CdS∶Cu/CdS复合结构纳米晶.利用X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM),紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)对其结构、形貌以及光学性质进行了表征和分析,结果表明:所制备的复合结构CdS∶Cu/CdS纳米晶为立方闪锌矿结构;与CdS纳米晶核相比,掺杂Cu²⁺可以使其表面态发光发生红移;在CdS∶Cu纳米晶中,通过改变掺杂Cu²⁺的浓度,可以实现表面态发光在570和620nm之间的连续调节.与未经包覆的CdS∶Cu纳米晶相比,包覆层CdS增强了纳米晶CdS∶Cu的稳定性.     

核壳结构CdS：Mn/ZnS纳米晶的制备与光学性能研究

以3-巯基丙酸为稳定剂,采用共沉淀法在水相中合成了CdS∶Mn掺杂纳米晶,然后进一步将ZnS包覆于CdS∶Mn纳米晶表面,制备了CdS∶Mn/ZnS核壳结构纳米晶。利用X射线衍射（XRD）,透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）对纳米晶的结构、形貌和光学性质进行了表征,发现制备的纳米晶具有优秀的单分散性,确认合成了CdS∶Mn/ZnS核壳结构纳米晶。通过荧光光谱（PL）研究了纳米晶的发光性质和光稳定性,结果表明包覆壳层后纳米晶的发光强度显著提高,最高可达8倍,且Mn2＋离子的发光峰峰位置随着ZnS壳层数的增加而红移。此外,核壳纳米晶的光稳定性大大提高。     

CdS/ZnO核壳结构纳米微粒的合成及其发射光谱研究

采用单分子前驱体热分解的方法合成了单分散CdS纳米晶,以CdS纳米晶作为核,在CTAB辅助下,对其表面进行修饰,荧光光谱表明CdS/ZnO核壳结构被成功合成。考查了温度对包覆的影响,结果表明,随着温度的升高晶体结晶越好,包覆越来越完全,ZnO包覆在CdS纳米晶的表面而掩盖了CdS纳米晶的缺陷,使得缺陷发光减弱而带隙发光增强。     

不同壳层的CdS／ZnS核／壳结构量子点的温度相关荧光性质

报导了CdS／ZnS纳米晶体（NCs）的制备过程和其光学}生质。通过采用连续离子层吸附和反应技术（SILAR）,我们用少量的表面活性剂合成了不同壳层的四个样品,包括CdS核纳米晶以及具有1～3层ZnS壳的CdS／ZnS核／壳结构纳米晶体样品。发现具有一层ZnS壳的CdS／ZnS样品的荧光量子产率大约比未包覆壳层的CdS纳米晶体样品的强11倍。另外,随着壳层的增加（增至两到三层）,荧光量子产率呈现下降的趋势。对样品进行了温度相关的光谱测量,发现CdS／ZnS和CdS一样具有特殊的光学特性。     

功能化CdS纳米晶的制备

以氯化镉和硫化钠为原料,2-巯基乙醇(ME)为有机配体,成功制备了粒径可控的、表面富有羟基的CdS纳米晶.采用不同的ME/Cd2 及H2O/DMF比例以观察有机配体及溶剂对生成粒子尺寸的影响.透射电子显微图证实了球形CdS纳米粒子很好地分散在H2O/DMF溶液中,没有任何团聚现象发生.傅立叶变换红外谱图(FT-IR)显示了羟基基团成功地包覆在纳米晶的表面.X线衍射(XRD)测试揭示了功能化CdS纳米晶的晶形主要为立方晶.     

Cu掺杂ZnSe高效量子点的合成及其光学特性研究

采用生长掺杂方式制备了Cu掺杂ZnSe高效量子点, 探索了不同Zn、Se前驱体配比对ZnSe晶核以及ZnSe:Cu量子点质量的影响, 并研究了Cu离子掺杂过程中的光谱特征。研究表明, 进一步通过在表面掺杂的ZnSe:Cu量子点上同质包覆ZnSe壳层, 能够实现其发光效率和稳定性的有效提高; 采用配体交换能够实现ZnSe:Cu量子点由油溶性到水溶性的转变。这种新型的掺杂量子点有望替代传统含Cd量子点应用于环境友好型固体发光器件和生物标记。     

SBS-OH模板制备CdS纳米粒子及表征

以SBS为基本原料,通过大分子化学反应制备得到羟基化SBS(SBS-OH).以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,SBS-OH为模板,乙酸镉及硫化钠为前驱物,在常温条件下"原位反应"制备得到CdS纳米粒子.通过UV-Vis、PL系统考察了SBS-OH浓度、前驱物浓度及配比等因素对CdS纳米粒子光学性质的影响.通过TEM对CdS纳米粒子的尺寸及形貌进行了表征.研究表明,利用SBS-OH的两亲性质,可以在极性溶剂DMF中得到具有冠状复合结构的CdS纳米粒子.随着前驱物浓度的增加,CdS纳米粒子的吸收强度增加,吸收带边红移,表现出较明显的量子尺寸效应.PL光谱表明CdS纳米粒子可以产生表面缺陷态的荧光发光特性,通过对实验结果的总结分析,探讨了复合结构CdS纳米粒子可能的形成机制.     

CdS及其稀土掺杂纳米带的制备与发光性质的研究

采用热蒸发法制备CdS及其稀土掺杂的纳米带(CdS∶Ce3+、CdS∶Er3+)。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪(PL)对纳米带的形貌、晶体结构和发光性质进行了表征和分析。结果表明,所制备的纳米带的外形规则,表面光滑、平整,纳米带的厚度大约在20～60nm范围内;纳米带具有六方结构,晶格常数a=0.414nm、c=0.671nm;CdS纳米带的光致发光谱的谱峰位于405nm左右;CdS∶Ce3+纳米带的光致发光谱的谱峰位于523和535nm处;CdS∶Er3+纳米带的光致发光谱中观察到3个强的发光峰,分别位于525、556和582nm处。     

功能化CdS纳米晶的合成及CdS/聚苯乙烯纳米杂化材料的研究

以氯化镉和硫化钠为原料,采用巯基乙醇为有机配体,在H2O/DMF的溶剂中,制得分散均匀且表面富含羟基基团CdS纳米晶溶液.我们使用γ-甲基丙烯氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)来修饰CdS纳米晶的表面,得到双键官能团化的CdS纳米晶.通过原位自由基聚合方法,成功地得到了聚苯乙烯基CdS纳米晶复合材料.利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光吸收光谱仪(UV-vis)、X射线衍射分析仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、荧光光谱 (PL) 考察了CdS纳米晶及CdS/聚苯乙烯复合材料的结构和光学性能的关系规律.结果表明巯基乙醇表现出良好的光学性能,其配体不是简单的物理吸附于纳米晶表面,而是以化学键的形式和纳米晶表面镉原子相结合.相比于纯的聚苯乙烯材料,聚苯乙烯基CdS纳米晶材料表现出良好的光学和热学性能.     

CdS/TiO2纳米晶薄膜的原位法制备及光电化学性能研究

CdS/TiO₂异质结薄膜因其优异的可见光催化性能, 在光催化领域引起了广泛关注。然而, 目前传统方法制备的CdS/TiO₂薄膜可能存在交界面结合不紧密的问题, 不利于光生载流子在交界面处的传输。因此, 本研究基于原位转换的原理(TiO₂→CdTiO₃→CdS), 将TiO₂纳米晶表层原位转换成CdS, 制备了CdS/TiO₂纳米晶薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)手段对样品薄膜的形貌和结构进行了表征。由表征结果可知, 在TiO₂纳米晶表面形成了CdS, 构成了交界面结合紧密的CdS/TiO₂异质结薄膜。光电化学性能研究表明, 与传统的连续离子层吸附反应法(SILAR)制备的薄膜相比, 原位法制备的CdS/TiO₂薄膜的光电流密度更高, 达到9.8 mA·cm^-2(V=0.4 V (vs. RHE)); 交流阻抗谱(EIS)结果表明, 原位法制备的CdS/TiO₂薄膜具有更小的电荷传输电阻, 说明原位法形成的CdS/TiO₂异质结结合更紧密, 能减小光生载流子在CdS/TiO₂界面处的传输阻力, 降低光生载流子在传输过程中的复合几率, 进而提高CdS/TiO₂薄膜的光电化学性能。     

快速升温法制备CdS纳米带的生长机理研究

在无任何催化剂的条件下, 采用快速升温法在单晶硅衬底上制备了高质量的、形貌均匀的CdS纳米带. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和场发射扫描电镜(FESEM)分析显示, 纳米带属六方单晶结构, 生长方向为[001]. 讨论了纳米带形成的机理, 认为CdS纳米带状六方结构的形成, 主要是由于生长速度的各向异性及在沉积区具有较低的过饱和度和较高的沉积温度等因素导致.     

CdS薄膜的光学及其电学性能的研究

本论文研究了真空热蒸发制备的不同衬底温度下CdS薄膜的光学及电学性能.重点讨论了不同衬底温度下CdS薄膜的光透过性能、光学带隙及其和薄膜结构的关系.研究了CdS薄膜因高度定向生长而出现的薄膜平面与截面电阻率的差别.进一步阐释了CdS作为理想的光电材料所具有的良好光敏性,探讨了CdS薄膜的这些电学性能随衬底温度的变化规律及其与薄膜结构的关系.     

多臂 CdS纳米晶体的水热控制合成

以络合剂为辅助剂，用水热方法合成了多臂CdS纳米晶体，用TEM、ED、SEM、RAMAN、PL等技术对产物进行了表征．研究了不同络合剂对水热合成多臂CdS纳米晶体的影响，以乙二胺、甲胺、乙胺为辅助剂水热合成所得三臂CdS的产率分别为2％、35％、85％，而以氨为辅助剂时，仅能得到颗粒状CdS纳米晶体．此外，对水热合成多臂CdS纳米晶体的形成机制作了初步探讨．     

CdS纳米粒子的制备方法

CdS纳米粒子作为一种十分重要的光电功能材料，近年来引起人们的广泛关注，各种各样的制备方法也由此应运而生。因制备方法不同，所得CdS纳米粒子的粒径、粒度均匀性、纯度及相结构等也各不相同，并进而会对它们的属性（如光电性质）产生很大的影响。如何以材料的形式付诸应用，依据功能的需求，实现对半导体纳米粒子的粒径、形状、粒度均匀性分布以及纯度等的控制是目前CdS纳米粒子制备方法的发展方向。     

CdS Nanoscale Photodetectors

CdS nanostructures have received much attention in recent years as building blocks for optoelectronic devices due to their unique physical and chemical properties. This progress report provides an overview of recent research about rational design of CdS nanoscale photodetectors. Three kinds of photodetectors according to the metal‐semiconductor contact types are discussed in detail: Ohmic contact, Schottky contact, and field enhanced transistor configuration. The focus is on the tuning of optical and electrical properties CdS nanostructures by element doping, composition and bandgap engineering, and heterojunction integration, along with thus modified device performances generated during these tuning processes. Latest concepts of photodetector design such as flexible, self‐powered, plasmonic, and piezophototronic photodetectors with novel properties are introduced to demonstrate the future directions of such an exciting research field.     

Solvothermal route to CdS nanocrystals

We developed a facile solvothermal route to various CdS nanocrystals in diethylenetriamine. Well-crystalline CdS nanowires and flower-like CdS nanocrystals were obtained at temperatures 220°C and 200°C, respectively. The nanowires have smooth surfaces and are grown along polar [0?0?0?1] direction. The flower-like CdS nanocrystals have hierarchical architectures composed of fine nanowires with lengths up to 10?µm. The effects of temperature on the morphology and structure of the final products are also investigated. The experimental observations indicates that high temperature facilitates fabricate CdS nanocrystals with regular morphology and excellent crystallisation. Moreover, it is found that organic solvent diethylenetriamine plays an important role in the growth of CdS nanocrystals. Diethylenetriamine can bind Cd²⁺ ions to form intermediate complex, resulting in final CdS nanocrystals with regular morphologies.     

AOT表面修饰CdS纳米粒子的合成与表征

以AOT为表面活性剂,硫脲及乙酸镉为原料,磷酸二氢钾为相转移剂,分别在水相和有机相中制备了CdS纳米粒子.UV-Vis光谱表明,CdS纳米粒子具有明显的量子尺寸效应.FTIR光谱分析表明,水相中AOT分子的-S=O、-C-O、-C=O基团指向溶剂,-CH2-基团堆砌在CdS纳米粒子表面,而有机相中则相反.TEM测试结果表明,有机相球形CdS纳米粒子具有较好的自组装行为,其尺寸为5～10nm且分布较窄.