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《哈尔滨工业大学》 2010年
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含镉量子点体系的制备与荧光性质研究

安利民  
【摘要】: 荧光纳米材料具有量子尺寸效应、表面效应及宏观量子隧道效应等多种新奇效应,在光、电、磁、热等方面呈现出优异的性能,近年来成为科技领域研究的热点。量子点(QDs、或称为半导体纳米晶体)的发射谱线窄、激发谱线宽、荧光波长随粒径变化连续可调、性能稳定,诸多理化性质方面的优点使其有望取代目前使用的有机荧光材料,在细胞成像、DNA测序、免疫检测、温度传感、白光LED等领域有广阔的应用前景。目前,量子点材料已经有较成熟的合成技术路线,但是仍需改进,例如油相合成应降低成本,水相合成需提高晶体质量。量子点受表面界面效应影响较大,很多光学特性产生的物理机制复杂,目前尚未完全研究清楚,如金属表面增强荧光、上转换荧光、量子点与有机分子间的相互作用等。 与传统的油相合成方法不同,我们使用十八烯(ODE)作为反应溶剂,替代昂贵、有毒的三辛基氧化膦(TOPO),合成得到发光性能同样优异的不同颜色的CdSe量子点,降低了合成成本。在氯仿溶液中,获得了CdSe量子点与聚苯胺的复合体,实验发现量子点尺寸减小和聚苯胺浓度增加时复合体荧光强度会降低。研究表明,一方面是由于CdSe量子点向聚苯胺的共振能量传递,另一方面是由于聚苯胺可以有效截获CdSe量子点中的电荷传递,两者共同导致复合体的荧光淬灭现象。 在水相以巯基羧酸为表面配体,合成得到不同尺寸的CdSe和CdTe量子点。CdSe量子点在金岛薄膜表面,与在玻璃表面相比较,荧光积分强度增加四倍,而荧光寿命减小接近一半。CdSe量子点和金之间的能带结构相匹配,所以金岛薄膜中激发态的电子隧穿注入CdSe核区,增加了量子点激发态的电子密度,从而导致荧光增强。荧光寿命减小则是由于金岛薄膜的存在,导致量子点中自由激子数目和辐射跃迁效率增加的结果。利用银纳米粒子表面配体(聚乙烯吡咯烷酮)与CdTe量子点之间的Cd—O键相互作用,将CdTe量子点自组装到银纳米粒子表面,观察到CdTe量子点的荧光增强、峰位红移和寿命缩短等现象,研究表明上述现象的出现与金属表面强局域电磁场和表面配体等有关。这种自组装方法简单、方便,对量子点在生命科学、化学、医学等领域应用中提高检测灵敏度具有重要的意义。 制备出壳层厚度可以精确控制的水溶性CdTe/CdS核壳量子点,在该体系中存在不同于CdSe/CdS、CdTe/ZnS等核壳量子点的荧光峰展宽、大幅度红移以及荧光寿命增加现象。我们认为,随着CdS厚度的增加,量子点会从I型逐渐过渡到II型。对于II型CdTe/CdS核壳量子点,不仅有CdTe核区导带电子与价带空穴间的直接复合,还有CdS壳层导带电子与CdTe核价带空穴界面处的间接复合,这种发光机制的改变导致荧光光谱的上述变化。 利用400nm和800nm不同波长的低强度飞秒激光,对CdTe和CdTe/CdS核壳量子点溶胶进行激发,获得其稳态和时间分辨荧光性质。800nm飞秒激光激发下,CdTe和CdTe/CdS量子点产生上转换发光现象,上转换荧光峰与400nm激发下的荧光峰相比发生蓝移,而且蓝移值与荧光量子产率有关,激发光功率与上转换荧光强度间满足平方关系。研究表明,CdTe和CdTe/CdS量子点荧光由带边激子态和诱捕态两种成分组成,两种成分峰位不同,带边激子态波长较短,诱捕态波长较长。800nm激发与400nm激发时相比,激子态相对比重增加,这导致荧光峰的蓝移。所以,表面态辅助的双光子吸收是低激发强度下量子点上转换发光的主要机制。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O471.1

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1 安利民;;大学生实践能力与创新素质的培养[J];世纪桥;2011年07期
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1 杜凌霄;CdSe量子点发光特性[D];浙江大学;2012年
【参考文献】
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1 陈鹏,刘育梁;量子点激光器[J];微纳电子技术;2005年07期
2 范希武,单崇新,羊亿,张吉英,申德振,吕有明,刘益春;以S-K和V-W模式生长ZnCdSe和ZnSeS量子点及其特性[J];发光学报;2005年01期
3 唐爱伟,滕枫,高银浩,梁春军,王永生;CdSe纳米晶的制备条件对发光特性的影响[J];发光学报;2005年05期
4 喻冬秀;陈明涛;文秀芳;程江;杨卓如;;聚苯胺包覆短碳纤维的机理及分散稳定性[J];华南理工大学学报(自然科学版);2007年07期
5 王美健;杜美利;;煤基聚苯胺复合材料的导电性能研究[J];现代塑料加工应用;2006年06期
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1 冯力蕴;复合荧光CdSe量子点的制备、表征与光学性质研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
2 王防震;半导体量子点的光谱和光学性质研究[D];复旦大学;2005年
3 廖宇峰;应用于生物光子成像的CdSe量子点核壳结构材料的绿色制备[D];浙江大学;2008年
4 谢闯;CdSe纳米晶体的研究[D];天津大学;2007年
5 金丽;CdTe量子点的合成、表面修饰及其在生物医学方面的应用[D];吉林大学;2009年
6 张淑平;混合有机电致发光材料的电输运及能量转移特性研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
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1 安利民;可用于生物标记的半导体纳米微粒与有机、生物分子的界面效应研究[D];东北师范大学;2004年
【共引文献】
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1 李大成,周大利,刘恒,张萍,张云,龚家竹;纳米TiO_2的特性[J];四川有色金属;2002年03期
2 任成军,李大成,钟本和,周大利,刘恒,龚家竹;影响TiO_2光催化活性的因素及提高其活性的措施[J];四川有色金属;2004年04期
3 钱翼清,赵平,王卫华;烷基化纳米SiO_2/MMA乳液聚合物及其对PC的改性研究[J];工程塑料应用;2002年01期
4 王孝军,杨杰,龙盛如;纳米材料及其在工程塑料改性中的应用[J];工程塑料应用;2002年10期
5 刘建林,肖久梅,史孝群,龚春秀,马文江;纳米CaCO_3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究[J];工程塑料应用;2003年03期
6 陈海群,朱俊武,杨绪杰,陆路德,汪信;微胶囊化红磷及其在阻燃工程塑料中的应用[J];工程塑料应用;2003年10期
7 惠雪梅,张炜,王晓洁;环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究[J];工程塑料应用;2004年02期
8 俞江华,王国全,王文一,陈建峰;纳米CaCO_3的表面特性对PP/SBS复合材料力学性能的影响[J];工程塑料应用;2004年11期
9 安骏,吴海霞,辛寅昌;防高能辐射的树脂/纳米铅复合材料的制备及研究[J];工程塑料应用;2004年12期
10 郑海忠,张坚,鲁世强,徐志锋;选区激光烧结制备PS/Al_2O_3纳米复合材料的研究[J];工程塑料应用;2005年09期
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1 王铁栋;刘文清;杜光宇;刘建国;张玉钧;洪顺坤;王敏;方曦;;机动车尾气遥测技术及其产业化研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
2 乐士儒;栾野梅;安茂忠;;电沉积银纳米膜的光学性质研究[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
3 张伟;林琳;刘睿;李永红;;对磺酸基杯芳烃与胃蛋白酶相互作用的光谱研究[A];第十五届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2009年
4 赵东欣;姚永峰;卢奎;;光谱法研究NA和NA-Tyr-Tyr与ct-DNA的相互作用[A];中国化学会第十二届全国应用化学年会论文集[C];2011年
5 朱红亚;马韬;潘仁明;王青松;王秋红;;冷冻干燥法制备超细干粉灭火剂的实验研究[A];2011中国消防协会科学技术年会论文集[C];2011年
6 徐建中;尚俊敏;唐婷婷;屈红强;;疏水氢氧化镁的制备及其在阻燃PVC中的应用[A];2012年中国阻燃学术年会论文集[C];2012年
7 杨黎明;VPW Shim;陈锋;龚明;;用高应变率大应变载荷制备纳米晶铜试件[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
8 王金相;张晓立;王经涛;赵铮;;爆炸加载制备纳米晶铜实验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
9 王金相;周楠;赵铮;王小绪;杭逸夫;;爆炸载荷下纳米晶铜晶粒度分布及影响因素研究[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
10 李春霞;李立平;酒金婷;王柏华;;纳米粒子的表面改性研究进展[A];第二届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2002年
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1 谭淑媛;几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李法辉;两类功能性化合物的合成、结构及生物活性研究[D];中国海洋大学;2010年
3 王德广;金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究[D];合肥工业大学;2010年
4 龙凌亮;一系列有机小分子荧光功能材料的设计、合成及其应用研究[D];湖南大学;2010年
5 赵世华;ZnO纳米阵列的制备和稀土掺杂工艺及其发光性能的研究[D];湖南大学;2010年
6 胡珊;荧光共振能量转移体系的研究及其在均相免疫分析中的应用[D];华中科技大学;2010年
7 周红洋;硫属化合物纳米材料的可控性合成与表征[D];中国科学技术大学;2010年
8 杜海军;石墨烯和荧光碳纳米颗粒的制备及其电化学特性的研究[D];华南理工大学;2010年
9 张贵军;聚丙烯酸酯/纳米氧化锡锑复合乳液的制备、表征及其在透明隔热涂料中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
10 王文涛;天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究[D];华南理工大学;2010年
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1 杨卫海;分子印迹聚合物、量子点及其复合微球的制备[D];华中农业大学;2010年
2 冯倩倩;赭曲霉毒素A人工抗原构建及其多克隆抗体的制备[D];华中农业大学;2010年
3 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
4 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
5 齐天骄;铟锡氧化物纳米微粒表面修饰研究及其悬浮液的制备[D];中国工程物理研究院;2010年
6 刘勇;芳香炔醇的合成及其与硝基爆炸物的荧光猝灭效应研究[D];中国工程物理研究院;2010年
7 王青尧;锑基纳米材料的水热法制备及表征[D];山东科技大学;2010年
8 田维亮;线切割废砂浆制备白炭黑及改性研究[D];山东科技大学;2010年
9 尹永琦;多端耦合量子点体系量子输运特性的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
10 谭鑫鑫;稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
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1 郑树文;范广涵;李述体;雷勇;黄琨;;入射角对Al_(0.5)Ga_(0.5)As-AlAs分布布拉格反射器反射光谱的影响[J];光学学报;2006年05期
2 高伟;刘鑫渝;;关于伊犁师范学院大学生科研创新项目设计的探讨[J];伊犁师范学院学报(自然科学版);2008年01期
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1 劳燕锋;1310nm垂直腔面发射激光器设计与研制[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2007年
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1 余红英;;半导体CdS_(1-x)Se_x纳米材料的制备、表征及吸收光谱研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2007年02期
2 钟志有,徐重阳,刘陈,尹盛,王长安;影响聚合物电致发光器件旋涂膜厚因素的研究[J];半导体光电;2002年03期
3 钟志有;蒋亚东;王涛;黎威志;季兴桥;;有机层界面电荷聚集及其对OLED性能的影响[J];半导体光电;2005年06期
4 陈鹏,刘育梁;量子点激光器[J];微纳电子技术;2005年07期
5 金灿;金鹏;吴巨;王占国;;隧穿注入量子点激光器概述[J];微纳电子技术;2007年06期
6 赵俊卿,解士杰,韩圣浩,杨志伟,叶丽娜,杨田林;真空蒸镀双层有机电致发光器件及其稳定性[J];半导体学报;2001年02期
7 蒋玉蓉,薛唯,喻志农;ITO表面处理对有机电致发光器件光电特性的影响[J];北京理工大学学报;2005年01期
8 孟辉;王智慧;胡传炘;;碳纤维/羰基铁粉复合涂层吸波效果及机理分析[J];材料保护;2006年01期
9 石鹏;;Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶在光电器件方面的应用研究进展[J];材料导报;2007年S3期
10 何秋星,杨华,陈权启,刘素琴,黄可龙;微乳化法制备纳米磁性Fe_3O_4微粒工艺条件研究[J];磁性材料及器件;2003年02期
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1 程君;煤基聚苯胺的界面相互作用及聚合机理研究[D];西安科技大学;2003年
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1 李文江;廖宇峰;孙碳;谢飞;陈民芳;;原位构筑CdSe核-ZnS壳结构复合量子点及其光学性能研究[J];长春工程学院学报(自然科学版);2010年03期
2 刘炜;;一种新型红外探测器的介绍——量子点红外探测器[J];科技信息(学术研究);2007年06期
3 肖虎;孟宪权;朱振华;金鹏;刘峰奇;王占国;;二次退火制备Ⅲ-Ⅴ族半导体量子点[J];人工晶体学报;2010年03期
4 谢二庆,王志光,金运范;离子注入制备量子光电材料的研究[J];原子核物理评论;1998年03期
5 俞重远;刘玉敏;任晓敏;;InGaAs应变减少层对InAs量子点发光波长红移的影响(英文)[J];人工晶体学报;2007年05期
6 桂周琦;熊贵光;张熙;;AlGaN/GaN抛物量子点的尺寸相关三阶非线性极化率研究[J];光子学报;2007年12期
7 黄庆;;量子点掺杂与人才引进[J];新知客;2008年10期
8 柏杉山;张静姝;李青;刘克明;郭昌胜;王玉秋;;量子点环境暴露与细胞毒性效应研究进展[J];生态毒理学报;2009年01期
9 朱振华;孟宪权;肖虎;;离子注入制备Si基InAs量子点[J];大众科技;2010年05期
10 刘玉敏;俞重远;杨红波;黄永箴;;应变自组织量子点的几何形态对应变场分布的影响[J];半导体学报;2005年12期
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1 李烨;涂洁;;砷化镓量子点太阳电池及材料的研究现状[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
2 杨杰;杨宇;;溅射自组装Ge/Si量子点的生长和演变研究[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
3 王宝瑞;徐仲英;孙宝权;姬扬;孙征;Z.M.Wang;G.J.Salamo;;InGaAs/GaAs量子点链状结构光学性质的研究[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
4 刘鹏强;王茺;杨宇;;Si表面生长Ge量子点的研究进展[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
5 徐章程;张雅婷;J M Hvam;;亚单层InGaAs/GaAs量子点异质结和激光器[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
6 朱俊杰;;量子点表面功能化与光电化学传感[A];中国化学会第27届学术年会第09分会场摘要集[C];2010年
7 张学贵;王茺;杨杰;鲁植全;潘红星;李亮;杨宇;;离子束溅射自组装生长Ge/Si量子点浸润层的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
8 孙磊;张治军;王治华;党鸿辛;;硫化铜-聚苯胺复合纳米微粒的制备及摩擦学性能研究[A];第七届全国摩擦学大会会议论文集(一)[C];2002年
9 徐凯宇;唐珺;;GaN量子点压电性能的分子力学模拟[A];现代数学和力学(MMM-XI):第十一届全国现代数学和力学学术会议论文集[C];2009年
10 吴雪梅;陈静;诸葛兰剑;姚伟国;;半导体量子点材料中的量子限域效应的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
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1 ;Cyberlux收购SPE 获全球封装专利权[N];电子资讯时报;2006年
2 本报记者 张强;新一代光电子器件:让网络速度更快捷[N];科技日报;2007年
3 记者陈欣然 通讯员李贤;天大科研成果被《自然》中国网站选为研究亮点[N];天津教育报;2010年
4 薛黎;中国高新技术与国际水平日趋缩小[N];上海证券报;2007年
5 姜恩;我国成功制备出核壳结构的碳纳米管[N];科技日报;2009年
6 记者 黄堃;有种纳米微粒,能携“弹”杀入癌细胞[N];新华每日电讯;2011年
7 刘丽红;纳米微粒可对抗李斯特杆菌[N];中国食品安全报;2011年
8 秦德岐;德借助纳米微粒治疗癌症[N];中药报;2000年
9 东方;纳米材料走近纺织[N];中国纺织报;2000年
10 潘辉;张平余;纳米微粒吸波材料问世[N];中国化工报;2004年
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1 安利民;含镉量子点体系的制备与荧光性质研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 万真;Ⅱ-Ⅵ族复合结构量子点的微反应合成及工艺研究[D];华东理工大学;2011年
3 张兵波;疾病诊断用功能化量子点荧光探针的研究[D];天津大学;2009年
4 常树全;水溶性量子点的γ射线辐照制备及其生物效应研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 张奎;量子点光学传感器的设计及其对痕量有害物质的可视化检测[D];中国科学技术大学;2011年
6 朱栋;锰掺杂硒化锌等荧光量子点的制备及应用[D];南京大学;2011年
7 龚明;量子点光学性质的经验赝势计算[D];中国科学技术大学;2010年
8 蔡其佳;锗硅量子点的制备及退火特性研究[D];复旦大学;2010年
9 胡梅;量子点—生物分子复合探针的构建及其在生物分析中的应用[D];复旦大学;2010年
10 杨卫海;水溶性量子点的水热法合成及多重响应荧光复合微球的制备[D];上海交通大学;2009年
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1 徐昕;水溶性量子点的制备及性能研究[D];上海交通大学;2011年
2 杨淑平;新型核壳量子点的制备及在生物传感器中的应用研究[D];江南大学;2012年
3 刘金华;量子点的制备及其水溶性修饰[D];湖南大学;2009年
4 周东波;量子点的合成与水溶性修饰及动态行为观察[D];西南大学;2010年
5 匡芮;水性量子点的制备及其作为双酚A分析探针的研究[D];华中农业大学;2010年
6 李小花;新型量子点的制备及其应用[D];陕西师范大学;2010年
7 郑羡诺;基于细胞芯片平台的量子点细胞毒性研究[D];复旦大学;2010年
8 范艳红;硫化锌及其掺杂量子点的制备、修饰及性能研究[D];武汉理工大学;2012年
9 戎晓龙;气态前驱体水相合成量子点及其在药品分析中的应用[D];苏州大学;2012年
10 冯啟松;半导体量子点类流体的制备与特性研究[D];武汉理工大学;2010年
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