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在多相体系中半导体量子点的合成及性能研究

焦永静  
【摘要】:半导体纳米晶,又叫做量子点(QDs),具有明显不同于体相材料的量子尺寸效应、表面界面效应等,使得其在光催化、光吸收、光电转化、生物荧光标记等领域具有广阔的应用前景。Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米粒子中,尤其是CdS、CdSe这两种重要的量子点,无论是在应用还是在合成研究方面都引起了人们的广泛的关注。 本文在前人研究的基础上,提出了三相体系的反应机理,并在此体系中合成了CdS、CdSe量子点及核壳型CdS/ZnS、CdSe/CdS、CdSe/ZnS量子点。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)等测试手段对所合成量子点进行了表征,结果表明:所合成量子点尺寸均一、形貌规则,具有立方晶体结构。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对产物的光学性能进行了分析。 由于单独的量子点容易受到表面杂质和表面缺陷的影响,使荧光效率大大降低,但是在量子点表面加以修饰,包覆一层宽带隙的半导体材料形成核壳型量子点,荧光效率就会明显提高。本文研究结果表明,在合适的条件下通过在量子点外面包覆一层壳层,纳米量子点CdS、CdSe的荧光性质得到极大的提高。正是由于壳层的包覆,修饰了核量子点表面的缺陷,使得核量子点的激子发射获得极大提高,从而增强了荧光效率。因此量子点具有强而稳定的荧光,可作为荧光标记修饰在蛋白质、DNA、RNA等生物大分子上,从而实现分子的诊断、检测等分析,对于生命科学研究具有重要的意义。


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