溶剂热法合成硫化锌和掺杂纳米晶

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1、中文摘要ll。Vl族纳米晶是新一代半导体瓣米晶，鞋硒化物纳米晶斡研究最为广泛，但因萁具有毒性使得在缀多领域的应用受到限制。硫化锌(ZnS)为典型11．Ⅵ族半导体，具有绿色无毒、尺寸敏感、荧光可调等特性。因而，ZnS作为硒化物的替代材料可望在生物荧光标记和光电等领域的应咫有重要的发展蓠景。目前，国际上研究合成ZnS纳米晶和其光逝性麓近凡年才开始。虽然通过各种方法熊够合成出ZnS纳米晶，但其荧光效率远不及硒化物纳米晶。合成单分散、粒径可调、形貌可控的ZnS纳米晶体，金属掺杂和提嵩其可见荧光效率仍是该领域的研究热点。本论文针对硫化锌纳米晶的合成和掺杂改性等进行了研究。‘

2、在现有合成ZnS纳米晶的基础上，本论文采溺无水无氧溶j謦l

3、热法，以硬精酸锌(Zn(St)2)、硬脂酸(SA)、三辛基氧化磷(TOPO)、升华硫(S)、三辛基磷(TOP)戈反应试剂，成功合成浅单分散、粒径约先8rim、具有自组装行为和荧光效应的ZnS缡米最，优讫了ZnS纳米晶的结构和光学性篷。基于本室合成空心ZnS纳米晶的工作，在【S】：【Zn]_6～12、合成温度250～320oC、保温0．5~2h的较宽合成范围内合成出空心ZnS纳米晶，观察到锌源、配体、溶裁是合成空心ZnS纳米晶的决定因素。鼹察到空心ZnS纳米器具有岗跟可冤的蓝琶荧光。为提高ZnS纳米晶的可见

4、荧光效率，对ZnS纳米晶进行金属掺杂。采用溶剂热法，以十八烯(ODE)、油酸、醋酸锰、硬脂酸锌为试剂设计豳新反应系统，成功合成出单分散，粒径约为10nm的Mn：ZnS纳米晶，其表现出臻曼蜜组装行为，并观察到肉眼可见荧光，荧光峰位于525rim。进一步以铜盐为原料，合成出单分散、粒径仅为2rim的Cu：ZnS纳米晶，荧光峰位在518nm。与以往合成ZnS纳米晶采焉TOPO，本合成所爝的油酸试刹价格低、无毒且对氧不敏感。关键词：溶剂热，ZnS，纳米晶，空心结构，荧光ABSTRACTZnSnanocrystals(YCs)，asa够pical11一VIsemicondu

5、ctor,arenon-toxicandhavethesize-tunablefluorescences，promisingtofindapplicationsinbiolabelsandphotoelectronicdevices．DDetothis．ZnSNCshasbecomefocusedsystemsinsemiconductorNCs．Thesynthesisofmonodispersedandshape—controllableZnSNCsandstudyoftheirself-assemblyaswellasfluorescenceproperti

6、esaresignificanttotheirapplications．Bysolvothermalreactions，wesynthesizedmonodispersedZnSnanocrystallinesfromstearatezincandstearateacid，andtheZnSnanocrystallinesexhibitedself-assemblybehaviorinorderedstructures。Asafurthersteptoimprovephotoluminescence(PL)ofZnSNCs，westudieddoppingofMn

7、andCuintoZnSNCsandtheirPLproperties。ThevariationofthereactionconditionsshowedawiderangeofsynthesiswindowfortheformationofhollowNCswhichformedintherangeofthemoleratio【s]／[Zn】of6-12，temperatureof250～320oCandtheisothermaltimeofO．5—2h．ThereplaceofdifferentZn-sources，solventandliganddidnot

8、producehollowNCsbutdenseZnSNCs，indicatingthecriticalcontroloftheNCgrowthbythechemistryoftheZn-source，ligandandthesolvent．ThehollowNCsemittedvioletphoto—luminescenceunderultravioletexcitationatroomtemperatures．ToenhancePLoftheZnSNCs，NCsofMn／Cu·dopedZnSweresynthesisedfromthesolvothermal

9、react