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研究功能分子与纳米颗粒偶联形成体现单分子电子学、光电子学特性的重复构造单元的制备方法、结构表征、物理性质测量,将为为制备具有实用意义的纳米/分子电子器件提供基础。纳米颗粒球形体电学性质取决于体内有限个数单分子结形成的网络,通过设计分子和调整结构尺寸,实现对聚集体电子、光电子特性的设计,达到在宏观尺度上体现单分子的量子效应。
为了解决分子电子学器件技术上存在的一些缺陷,本课题将研究尺寸可控的纳米颗粒聚集微球的制备方法。通过制备纳米颗粒聚集微球,构建分子结,进而表征、控制分子结中电子的传输,了解分子结的结构和功能之间的关系。本文首先介绍了单分散的纳米颗粒球型聚集微球的制备方法有微流体法、乳化蒸发法,超声喷射法,流动聚焦法等。并简要的介绍了量子点的概念和主要的性质。
选择金纳米和量子点作为我们聚集微球的纳米材料,通过实验我们分别得到了油溶性金纳米颗粒和油溶性量子点。基于乳化系统,在油相中合成了金纳米球型聚集微球。我们以1,9-双硫醇和联苯双硫醇偶联烷基硫醇稳定的纳米金颗粒制备金纳米颗粒聚集微球的实验最为成功。通过透射电镜表征,我们得到了单分散的,理想的纳米颗粒聚集微球。纳米颗粒偶联的方式有配体置换和端基反应两种。而制备量子点聚集微球时,由于巯基替换量子点表面的配体时,巯基会导致量子点荧光效率的急剧减弱。因此,量子点聚集微球的制备,我们采用端基反应的方法,这就需要我们对量子点表面进行修饰。实验中合成了三种双亲分子OPA、APOPA、PAMAM用于作为量子点的修饰配体。成功的得到了这三种配体修饰的水溶性量子点,为量子点聚集微球的制备提供了基础。