磷化铟量子点合成的研究进展

综述了磷化铟量子点合成研究的最新进展。由于磷化铟量子点材料具有低毒性(不含铅镉等重金属有毒性元素),且具有优异的发光性质(如荧光发光峰在可见至近红外发光范围内可调,荧光量子产率高,稳定性好),在新型发光器件、显示器件、光检测器件和生物荧光成像中有广泛的应用前景。经过近三十年的发展,磷化铟量子点的合成研究取得了长足的进步,其光学性质已经可以和Ⅱ-Ⅵ和Ⅳ-Ⅵ族量子点材料的性能参数相媲美。围绕如何开发和优化磷化铟量子点的合成策略,提高材料的光学性能这一主题进行介绍,分别从磷化铟量子点的体相成分、表面配体、核壳结构的调控及优化等方面进行了阐述。最后对磷化铟量子点材料的目前合成研究存在的问题和未来趋势进行展望。     

Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体量子结构材料和器件的研究与发展

简要介绍了量子结构材料与器件中的基本概念,重点介绍了量子结构的定义和量子尺寸效应的能带裁剪工程.以Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体为例,介绍了量子尺寸效应对于激子束缚能的影响.以此为基础,综述了Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体量子阱、量子点等量子结构材料以及量子结构器件在光电探测、发光器件与太阳能电池领域的研究现状,并总结了Ⅱ-Ⅵ族化合物半导...     

胶体量子点多色LED的设计、制备和表征

量子点LED采用胶体量子点为LED发光层,通过调节量子点的尺寸可以制作出覆盖可见以及近红外光谱的量子点LED(QD-LED),而且量子点LED器件发出的光谱范围很窄(光谱半高宽可达30 nm).为了研究不同发光颜色的QD-LED器件特性,本文采用具有523 nm和608 nm发光波长的CdSe/ZnS核壳型量子点为发光层、poly-TPD为空穴传输层、ZnO为电子传输层,制备了量子点红光和绿光LED并讨论了器件的相关特性.这些结果对量子点LED在飞机驾驶舱以及医疗器械照明方面的应用提供了参考,但要满足商业化的需求其寿命、亮度以及效率还需要进一步的提高.     

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.     

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。     

CdSe与CdSe/ZnS量子点合成及稀土掺杂

在LSS(liquid-solid-solution)多相体系中制得了CdSe、CdSe/ZnS量子点和Eu掺杂的量子点。利用TEM、XRD、PL、EDS对产物进行了表征。TEM结果显示所得的量子点形貌规则、尺寸均匀。XRD结果显示CdSe/ZnS量子点呈六方晶系。PL结果对比表明,合适厚度壳层ZnS包覆后的CdSe量子点发光效率明显提高,发光峰的半高宽有大幅度提高,并分析了所得的结果。掺杂稀土元素Eu后,CdSe(Eu)量子点在红光区域产生了新的发光峰;而CdSe(Eu)/ZnS量子点在红光区域内没有出现发光峰,并阐明了这种现象的原因。     

CdSe:X/ZnS掺杂型核壳量子点的化学合成及光谱性质研究

采用绿色合成工艺,通过在核壳量子点中掺杂不同的金属离子,在水溶液中合成了CdSe∶X/ZnS掺杂型核壳量子点。并利用多种分析测试手段对合成产物的结构以及光谱性质进行了详细地研究。XRD分析表明,核壳结构的量子点的衍射峰相对内层CdSe量子点向高角度方向移动,掺杂型核壳量子点的衍射峰较未掺杂量子点有向高角度移动趋势,合成量子点的平均晶粒尺寸约为2.3nm。SEM结果表明,合成的核壳量子点近似为球形。量子点的吸收峰与体材料相比,产生明显的蓝移,表现出明显的量子限域效应。样品具有很好的亲水性,在红外光线照射下出现丁达尔效应,样品的FT-IR结果表明配体MPA成功包覆在量子点的表面。     

水溶性量子点制备条件的优化及表面修饰

以L-半胱氨酸为稳定剂在水溶液中合成CdSe纳米粒子,研究了水浴时间、水浴温度、不同L-半胱氨酸/Cd/Se比例、pH值等因素对其荧光光谱的影响,确定了最佳的合成方案.用CdS对其表面进行修饰,采用透射电镜、X射线衍射、光谱法等表征了Cdse/CdS核壳结构颗粒的形成,结果表明该纳米粒子发光强度明显高于单一的CdSe量子点,光谱峰位置有所红移;合成条件会显著影响CASe/CAS核壳结构量子点的荧光性能.     

CdS半导体纳米晶的生长及其光谱研究

用玻璃沉淀技术制备了含过饱和CdS的玻璃固溶体,在一定条件下晶化处理使其长出CdS量子点,并采用了X射线衍射、高分辨扫描电镜、光吸收谱和荧光发光光谱等测试手段分析其性能,结果表明经过晶化处理可以在玻璃中长出CdS量子点,尺寸大约为10～25nm,吸收谱中出现明显的红移现象,反映出量子点的量子限域效应,荧光发光图谱中可以看出量子点发光主要由带隙发光和表面缺陷态发光组成,提高热处理温度可以改善晶粒的完整性.     

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...     

在多相体系中制备核壳型CdSe/ZnS量子点

在多相体系中制得了CdSe/ZnS半导体量子点,采用X射线粉末衍射(XRD)、电子透射显微镜(TEM)等测试手段对产物进行了表征,结果表明CaSe/CdS量子点尺寸均一、形貌规则,具有立方晶体结构.初步研究了此体系的反应机理,并通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对产物的光学性质进行了分析,结果表明在CASe量子点外面包覆一定厚度的ZnS壳层后,其激子发射强度和量子效率显著提高.     

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/ZnSe量子点的制备及电化学发光性能

利用ZnSe半导体纳米材料晶体结构与CdSe相似、带隙更宽的特点,采用水热法合成了核-壳型CdSe/ZnSe量子点.结果表明:温度在70～160℃时,ZnSe壳逐渐包裹在CdSe核上,反应时间在0～4 h时,内壳在核上是均匀包裹的,当核壳摩尔比为1:3时,CdSe/ZnSe QDs的电化学发光性能最强,其电化学发光强度...     

水溶性Cu∶CdTe/CdS核壳量子点的合成、表征及细胞毒性检测

采用水相法合成了Cu掺杂CdTe量子点,并用CdS壳层进行包覆,得到了Cu∶CdTe/CdS核壳结构量子点。采用荧光发射光谱(FL)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、透射电镜(TEM)以及能谱仪(EDS)等手段对CdTe量子点和Cu∶CdTe/CdS核壳量子点进行了表征。研究了不同Cu掺杂浓度、CdS壳层生长时间以及Cd/硫脲物质的量比对Cu∶CdTe掺杂量子点光学性能的影响,并采用人成骨肉瘤细胞(MG-63细胞)对样品做了细胞毒性分析。研究结果表明:通过掺杂和包壳的步骤,合成的Cu∶CdTe/CdS核壳量子点在CdTe量子点的基础上实现了荧光发射红移,荧光强度提高,以及细胞毒性降低。     

Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体量子结构材料和器件的研究与发展

简要介绍了量子结构材料与器件中的基本概念,重点介绍了量子结构的定义和量子尺寸效应的能带裁剪工程。以II-VI族化合物半导体为例,介绍了量子尺寸效应对于激子束缚能的影响。以此为基础,综述了II-VI族化合物半导体量子阱、量子点等量子结构材料以及量子结构器件在光电探测、发光器件与太阳能电池领域的研究现状,并总结了II-VI族化合物半导体量子结构材料与器件的发展趋势。     

巯基包覆CdSe和CdSe/CdS核壳纳米晶的水相合成与表征

利用水相合成的方法制备了巯基包覆的具有较高荧光量子产率的CdSe和CdSe／CdS纳米晶．水相合成方法的优点是原料低廉、安全可靠和重复性高，缺点是纳米晶的尺寸分布较宽，发光效率不是很高．采用X-射线粉末衍射、吸收和荧光等光谱手段对纳米晶的平均尺度、粒径分布、晶体结构及发光特性进行了表征。在77K到300K的温度范围内，随着温度降低，CdSe纳米晶的发光峰逐渐蓝移，而CdSe／Cds纳米晶发光峰位基本不随温度变化而变化．此外，在325nm激光辐照下，CdSe／CdS纳米晶的荧光寿命比CdSe纳米晶延长了6倍左右，稳定性大幅度提高．以上结果表明，核壳结构的CdSe／CdS纳米晶具有较高的发光效率和良好的稳定性，具有广阔的应用前景．     

圆偏振光诱导CdTe量子点再生长及其对光致发光的影响

实验研究了以3-巯基丙酸为配体合成的水溶性CdTe量子点经过非偏振光与圆偏振光照射处理后, 量子点的再生长变化规律。采用光致发光谱、紫外-可见吸收光谱、透射电子显微镜与X射线衍射等表征手段分析表明: 非偏振光会促进CdTe量子点的光氧化, 导致量子点尺寸缩小, 荧光发光峰位蓝移, 且发光效率降低; 而圆偏振光增强了配体的光氧化, 在量子点表面形成CdS层, 导致量子点尺寸进一步增大, 荧光发光峰红移, 且发光效率提升。进一步讨论了CdTe量子点与配体之间的键合作用, 相关光化学反应机制及其对量子点光致发光性质的影响。     

纳米结构HgTe的制备方法综述与展望

纳米结构HgTe的光学和电学性质较其它Ⅱ-Ⅵ族半导体材料更易于进行量子调控，其量子点有望作为近红外荧光探针应用于生物细胞和组织成像研究领域。简要综述了HgTe的结构与性能、国内外制备纳米结构HgTe的方法（物理和化学方法），并展望了其应用潜力。     

掺杂型Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族多元量子点的制备及应用研究进展

Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族多元量子点具有粒径尺寸小、半峰宽较宽、Stokes位移大、抗光漂白能力强、绿色环保等优异的物理化学性质,通过改变其化学成分可以实现发射范围在可见光到近红外光区域连续调谐,同时避免了Cd、Hg、Pb等重金属元素和Se、Te、P、As等剧毒阴离子的使用。上述优点使其成为替代传统二元量子点的理想材料,因此在太阳能电池、发光二极管、光探测器、生物成像等领域具有广阔的应用前景。与二元量子点相比,多元量子点由于含有多种不同类型的金属离子,存在金属离子反应速率不同的问题,使得晶体内部缺陷较多,因此荧光性能仍有待提高。掺杂过渡金属离子(例如Zn²⁺、Mn²⁺或Cu⁺)可有效调控多元量子点的带隙宽度,不仅可增大量子点的Stokes位移,还能促进辐射复合,从而有效拓宽发光范围,提高量子产率。本文详细阐述了掺杂型Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族多元量子点的发光机理,分别介绍了有机相和水相合成法制备该类型量子点的特点,通过有机相合成的多元量子点具有结晶性好、荧光量子产率高的优点,而水相合成的多元量子点具有安全环保、生物相容性好等明显优势。同时,本文综述...     

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%.