收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

核壳量子点激子态的合成控制

牛原  
【摘要】:量子点的发光性质决定于其激子态的性质,而激子态的性质与结构息息相关。目前,尚无一条研究思路探索通过合成化学调节量子点激子态的性质。本论文旨在通过对激子态光学性质的表征,确定结构和激子态性质之间的关系,进而利用合成化学手段达到控制激子态性质的目的。这条合成路线不同于传统的量子点合成化学,后者关注的主要是量子点尺寸、形貌的单一性。 在对CdSe为核、CdS为壳层的核壳量子点的合成中,通过对CdSe核量子点浓度、反应溶剂、反应温度、反应配体的类型和浓度以及前驱体种类等合成因素的探讨,我们结合单前驱体和双前驱体合成方法,得到一系列具有不同壳层厚度的高质量闪锌矿晶型CdSe/CdS核壳量子点。所得到的产物不但尺寸和形貌均一,并且在晶体结构、壳层厚度还是光学性质上有很高的重复性。我们发现,产物的光学性质——包括荧光峰位、荧光峰宽、荧光量子产率、荧光衰减通道、单量子点荧光非闪烁且亮度固定——与壳层厚度密切相关。其中,拥有2到10层CdS壳层的产物都有着90%以上荧光量子效率,而且荧光衰减具有单通道特征。依此判断,这些样品的激子态已达到光学性质单分散的水平。实验结果进一步表明,拥有中等壳层厚度(6-10层CdS)的量子点对于应用有着无可比拟的优势。例如,以量子点为电致发光材料的LED结果表明,尽管拥有10层CdS和4层CdS壳层样品的光致发光量子产率都接近100%,但利用拥有10层CdS的CdSe/CdS核壳量子点制备的LED器件效率可提高2倍。 除了溶液中量子点集合体的光学性质测量,我们还对单量子点的光学性质进行了一系列的研究,以进一步探索量子点光学性质单分散的特征。研究表明在单激子条件下,单量子点的荧光光谱、荧光衰减寿命都与整体样品相符。对于实验上可测量的外延生长4层到16层CdS的CdSe/CdS核壳结构的单量子点,其荧光都是非闪烁的,非闪烁的临界体积约为100nm3,远低于所有报道过的纤锌矿结构的CdSe/CdS核壳量子点的非闪烁临界体积。随着壳层厚度的增加,这一系列的单量子点有着独特的非闪烁行为,以及“亮态”和“暗态”的概率统计。这些结果进一步表明,我们制备的核壳量子点有着很好的光学性质一致性。 除了对CdSe/CdS核壳量子点的激发态性质进行了研究,本工作还进一步探索了CdSe/CdS/CdSe/CdS和CdS/ZnS/CdS/ZnS等具有复杂能带结构的量子点。通过比较CdSe/CdS/CdSe和CdSe/CdS/CdSe/CdS两种核壳结构的荧光衰减寿命,确定了在CdSe/CdS核壳量子点表面继续外延生长CdSe壳层时,可以引入一个更长寿命的发光通道,这应该是由离域的激子态复合造成的。这些初步的探索工作表明,拥有两个激子态能量极小值的量子点的激子态性质十分特殊。其激子态辐射复合不仅仅受表面缺陷影响,而且与整个量子点各区域的能级相对位置密切相关。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 彭英才;傅广生;;量子点太阳电池的探索[J];材料研究学报;2009年05期
2 艾丽娜;李云鹏;;简述纳米科学及纳米材料的制备[J];经营管理者;2010年08期
3 郭延岭;马蕾;张志刚;娄建忠;彭英才;;纳米结构材料在太阳电池中的应用[J];微纳电子技术;2010年05期
4 王本忠,刘式墉,赵方海,孙洪波,彭宇恒,李正廷;InP衬底上LP-MOCVD生长InAs自组装量子点[J];吉林大学自然科学学报;1997年02期
5 武光明,李月法,贾锐;InAs自组织量子点(线)的制备和表征[J];材料研究学报;2002年05期
6 吴兴龙,顾沂,鲍希茂;硅基纳米β-SiC量子点列阵的制备[J];过程工程学报;2002年04期
7 曲宝壮,朱勤生,陈振,陆大成,韩培德,刘祥林,王晓晖,孙学浩,李昱峰,陆沅,黎大兵,王占国;新工艺生长的InGaN量子点的结构与电学性质研究[J];功能材料与器件学报;2003年01期
8 武光明,朱江,李月法,贾锐;InP(001)基衬底上自组织生长InAs量子点(线)的光学性质研究[J];材料研究学报;2003年06期
9 张党卫,张景文,侯洵;利用 X射线衍射分析自组织生长的量子点结构[J];光子学报;2002年07期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王宝瑞;孙征;孙宝权;徐仲英;;InGaAs/GaAs链状量子点结构的光学特性研究[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
2 徐天宁;吴惠桢;斯剑霄;;Ⅳ-Ⅵ半导体量子点光学性质及理论模拟[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
3 楚海建;王建祥;;非均质量子点结构弹性场分析的微扰理论[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年
4 黄伟其;刘世荣;;用量子受限模型分析硅氧化层中的锗低维纳米结构(英文)[A];贵州省自然科学优秀学术论文集[C];2005年
5 宁永强;高欣;王立军;PeterSmowton;PeterBlood;;InGaAs/GaAs多层量子点结构自发发射[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年
6 郑著宏;吕有明;申德振;;自组织生长ZnCdSe-ZnSe量子点结构的光致发光[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
7 孔祥贵;;发光量子点结构与生物偶联的光谱分析表征[A];第八届全国发光分析暨动力学分析学术研讨会论文集[C];2005年
8 王鹏飞;熊永华;吴兵朋;倪海桥;黄社松;牛智川;;异变生长GaAs基长波长InAs垂直耦合量子点[A];第十五届全国化合物半导体材料,微波器件和光电器件学术会议论文集[C];2008年
9 鄢波;施毅;张匡吉;濮林;韩平;张荣;郑有炓;;Ge纳米点/非晶Si多层异质薄膜的金属Ni横向诱导晶化[A];2005年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2005年
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾若生;新型Ⅱ-Ⅵ族量子点的合成、应用及机理研究[D];湖南大学;2010年
2 杨冬芝;量子点的制备及其在生物分析中的应用[D];东北大学;2008年
3 王强;量子点系统中的热输运研究[D];山西大学;2013年
4 牛原;核壳量子点激子态的合成控制[D];浙江大学;2014年
5 龚亮;量子点结构与微波烧结粉体ZnO的数值模拟研究[D];南开大学;2013年
6 邢雁;球形核壳量子点中的电—声子相互作用及三元混晶效应[D];内蒙古大学;2013年
7 景鹏涛;CdSe量子点发光性质调控和高效胶体量子点发光二极管制备[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
8 龚少华;半导体量子限制结构的光学瞬态相干效应研究[D];武汉大学;2009年
9 黄爱华;链酶和素修饰CdSe/ZnS量子点在食源性致病细菌检测中的应用研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2012年
10 汪晶;基于CdTe的II型水溶性近红外量子点的合成及其分析应用[D];华中农业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张鹏飞;磷脂修饰量子点与细胞相互作用的研究[D];湖南大学;2009年
2 郭艳;碳量子点的结构对荧光发射行为的影响[D];中北大学;2012年
3 王红仙;量子点耦合结构输运和光学性质研究[D];山西大学;2010年
4 宋方茗;硒化镉量子点对人皮肤细胞的毒性效应研究[D];第二军医大学;2010年
5 王绪炎;量子点荧光共振能量转移体系的构建及其应用研究[D];华中农业大学;2010年
6 田瑞雪;碳量子点表面基团调控及性能的研究[D];中北大学;2014年
7 鲁晓华;一维介观量子点系统的电子输运的格林函数方法研究[D];电子科技大学;2010年
8 蓝健;双电子量子点系统隧穿问题的微观理论研究[D];复旦大学;2011年
9 黄连军;边耦合T型量子点系统的全计数统计研究[D];山西大学;2011年
10 毛益强;温度与压强对球形量子点中杂质的光学性质的影响研究[D];华中科技大学;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978