znse量子点制备及其发光性能的研究

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1、济南大学硕一l：学位论文‘摘要半导体量子点(Quantumdots，QDs)具有量子尺寸效应，表现出独特的光学性能，作为荧光探针，在生物医学领域受到广泛的研究与应用。与有机染料相比，量子点具有激发光谱宽，发射光谱可调、窄且对称，斯托克斯位移较大，光稳定性好等优点。目前常用的是含Cd的量子点(CdS、CdTe、CdSe)，这些量子点显示出很高的发光效率，但因其生物毒性问题，使其应用受到许多限制。宽带隙ZnSe量子点能够克服Cd类量子点的生物毒性，但其发光效率不高，因此，合成高发光效率的、水溶的、发光颜色可调的ZnSe

2、类量子点成为本课题研究的主要目的。本论文采用化学共沉淀法，在水溶液中，以巯基乙酸(TGA)为稳定剂，分别以Se粉、醋酸锌为Se源、锌源，油浴回流，合成发蓝光的ZnSe量子点。利用x．射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对产物的结构、形貌进行表征，结果表明，合成的ZnSe量子点属于闪锌矿结构，呈近似球形，粒径大小约为3nnl。通过荧光光谱的变化，考察了油浴温度、回流时间、NaHSe加入量、TGA用量、pH值等条件的变化对ZnSe量子点荧光性能的影响，结果表明，在低温(90℃)下，反应物摩尔比醋酸锌：TGA：

3、Se粉=1：1．2：O．125，pH值为10．5，回流3h，合成的ZnSe量子点荧光性能最好。将合成的样品进行紫外照射时发现，紫外照射有利于修饰其表面缺陷，从而提高其荧光强度。初步研究探讨了ZnSe量子点的生长机理，发现其符合制备纳米颗粒的经典理论⋯Ostwald熟化机理。在合成ZnSe量子点的基础上，制备出掺杂的、发绿光的ZnSe：Cu量子点，通过XRD、TEM分析发现，掺杂后的ZnSe：Cu量子点属于闪锌矿结构，粒径大小约为6nlTl，呈近似球形。考察了回流时间、TGA用量、pH值、Cu掺杂量等反应条件的改变对

4、其荧光性能的影响，结果表明，在反应物摩尔比醋酸锌：TGA：Se粉=l：2．o：o．125，pH为9．5，Cu2+离子掺杂量为1．5％，反应2h，得到的ZnSe：Cu量子点具有较好的荧光性能。对ZnSe：Cu量子点的稳定性进行研究发现，放置30天后，ZnSe：Cu量子点溶液无沉淀生成，荧光强度有所增加。论文还对ZnSe：Mn量子点的制各、表征以及发光性能进行了研究，并初步探讨了ZnSe：Mn量子点的掺杂生长机理。在水相中合成ZnSe：Mn量子点属于成核VZnSe量子点的制备及其发光性能研究掺杂，即先生成MnSe晶核，

5、再生成ZnSe壳层，即得到MnSe／ZnSe核壳结构的ZnSe：Mn量子点。通过荧光光谱对其发光性能进行表征，研究了TGA用量、pH值、Mn掺杂量、回流时间等反应条件的改变对其荧光性能的影响，结果表明，在较短时间(<1h)内就能合成ZnSe：Mn量子点；反应物摩尔比醋酸锌：TGA：Se粉=1：1．2：0．125，pH值为9．2，Mn2+离子掺杂量为1％时，ZnSe：Mn量子点荧光强度高。关键词：化学共沉淀法；ZnSe；发光量子点；掺杂；荧光性能Vl济南大学硕-

6、-学位论文ABSTRACTSemiconductorq

7、uantumdots(QDs)haveattractedmuchinterestasnovelbrightphosphorsforbiologicalandmedicineapplications．Comparedtoorganicdyes，QDsexhibitquantumconfinementeffectsandhaveuniqueopticalproperties，suchasbroadexcitationbyallwavelengthssmallerthantheemissionwavelength，nar

8、rowandsymmetricemissionwithtunablecolors，largeStokesshiftandexcellentphotostability．Thecadmiumchalcogenide(CdS，CdTeandCdSe)withhighbrightnesshavebeenextensivelystudiedatpresent．Unfortunately,thetoxicityofcadmiumisaconcernthatwilllimittheuseofthesevisibleemitti

9、ngQDs．ZnSe，awidebandgapsemiconductor,canreplacethecadmiumchalcogenidebecauseofitslesstoxic．However,ZnSeQDshavethelowquantumefficiency．Therefore，ourworkistosynthesizethehighquality,