水溶性CdTe与CdTe/CdSe量子点的制备以及性能的研究

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近年来,由于量子点具有独特的光电性能而引起科学界的广泛关注。本论文研究了利用反应操作简便,成本低的一锅反应来合成高质量水溶性CdTe量子点的方法。在水溶液中不需要氮气保护的条件下,利用常规配体巯基乙酸做稳定剂,使用NaBH4还原稳定碲源K2Te03的方法,制备出量子产率高达83%的CdTe量子点,远高于传统的水溶液回流法制备的量子点的量子产率。通过紫外吸收光谱以及荧光发射光谱表征发现,通过调节反应回流的时间可以控制CdTe纳米晶体的生长尺寸。XRD谱图表明,在CdTe量子点的生长过程中会形成CdS壳,CdS壳对CdTe量子点的包覆可以有效的钝化CdTe量子点的表面,降低表面缺陷并提高量子产率,也增加了CdTe量子点的稳定性。在该实验体系中,利用巯基丙酸作为配体也可以制备出发射不同种类颜色而且量子产率高的CdTe量子点。本实验方法操作简便,在反应过程中不需要氮气保护、缓冲溶液、特殊配体以及任何后处理(微波或者超声)。不同的反应参数对CdTe量子点的性能具有非常大的影响,本文也考察了利用不同的反应条件,如pH值、Cd2+浓度、TGA/Cd(配体与Cd2+的物质的量比例)、Cd/Te(Cd与Te物质的量比例)以及配体的种类来控制CdTe量子点的光谱性能。由于CdTe/CdSe核壳量子点具有较长的荧光发射波长以及较高的量子产率,所以引起了科研工作者的兴趣。本论文同时研究了在该反应体系合成的CdTe量子点中,先后加入新鲜配制的Na2Se03与NaBH4的混合物溶液和Cd(CH3COO)2·2H2O与巯基乙酸的混合物溶液,在不需要氮气保护的条件下,制备出了稳定性好且量子产率高(最高达73%)的发射长波长光的CdTe/CdSe核壳量子点。考察了CdSe包覆层数对CdTe/CdSe核壳量子点的光谱特性的影响。随着CdSe包覆层数的增多,CdTe/CdSe核壳量子点吸收光谱和发射光谱的覆盖范围向长波方向扩展,量子产率先增大后降低。X射线衍射(XRD)分析表明,CdSe包覆层导致CdTe/CdSe核壳量子点的粉末衍射峰由CdTe衍射峰位置向CdSe衍射峰位置靠近,这说明CdSe壳的厚度逐渐增加。
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