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CdSe等半导体纳米晶的合成及性质研究

戴全钦  
【摘要】: 半导体纳米晶具有优越的光学性质,其应用已经深入到荧光生物标记和发光二极管等多个领域。因此,半导体纳米晶的研究是目前倍受人关注的课题之一。在本论文中,我们成功地合成了CdSe、ZnSe、PbSe和SnSe等半导体纳米晶,并对这些纳米晶的性质进行了深入的研究。 系统地研究了CdSe纳米晶的合成和性质:(1)在惰性气体保护下,我们在十八烯溶液中合成了尺寸可调的CdSe纳米晶,研究了配体浓度对CdSe纳米晶尺寸大小和尺寸分布的影响,并在空气的氛围下成功地合成了尺寸可调的单分散性较好的CdSe纳米晶。(2)深入地研究了在十八烯溶液中添加次级配体三辛基氧化磷(TOPO)对CdSe纳米晶的生长动力学、尺寸大小和尺寸分布的影响,观察到了一种异常的纳米晶生长动力学。(3)详细地研究了不同尺寸CdSe纳米晶的带隙随温度的变化,建立了带隙随温度变化的公式。 发展了一种简单且易重复的合成魔力尺寸(magic-sized)CdSe和CdTe纳米晶的方法,讨论了魔力尺寸纳米晶的生长动力学,观察到魔力尺寸纳米晶可以发白光,从而使这些纳米晶成为下一代固体发光的潜在材料。 发展了一种简单、廉价、环保和易重复的合成无毒ZnSe纳米晶的方法,从而完全避免使用昂贵且有毒的含磷(phosphine)原料。 开展了IV-VI族半导体纳米晶的研究,成功地合成了尺寸可调的PbSe纳米晶,并且观察到这些纳米晶的形状随尺寸的变化;此外,我们通过改进合成方案初步得到了一些以前少见报道的SnSe和SnS纳米晶的结果。


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