III-V族量子点合成中前体与表面活化

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:reno1126
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子点是尺寸在量子限域范围内的半导体纳米晶。量子点自发现至今,凭借其优良的光学和光电性质受到了广泛关注。目前,以镉的硫族化合物为中心的Ⅱ-Ⅵ量子点已经得到了一定应用。但是,镉元素对环境以及人体的潜在危害,使得人们对量子点的应用持一定的负面态度。因避免了一级重金属元素(Hg、Pb、Cd)、发光和光电性质与Ⅱ-Ⅵ量子点类似,Ⅲ-Ⅴ族量子点被认为是含镉量子点的最好替代者。但是,Ⅲ-Ⅴ族量子点合成化学远远落后于Ⅱ-Ⅵ族量子点,制约其相关的基础研究以及应用开发。本论文旨在发现高质量Ⅲ-Ⅴ族量子点合成化学的关键因素,理解其生长过程中的反应机理,并提出新方法来制备高质量的Ⅲ-Ⅴ族量子点。  注意到阴离子前体活性调控并没有从本质上改变Ⅲ-Ⅴ族量子点的合成化学,我们首先研究了阳离子前体活化的可能性。实验证明,文献中建议的有机胺活化羧酸铟不可行。取而代之,有机膦能够在室温条件下,有效地活化羧酸铟、改变InP和InAs量子点的成核反应途径,从而有效地改善所得量子点的性质。  不同于Ⅱ-Ⅵ量子点,Ⅲ-Ⅴ族量子点生长过程中自成核现象严重,而生长困难。通过对InP量子点生长过程的系统研究,我们发现表面密集且强键合的配体是导致其生长困难的主要原因。由于合成时前驱体都有一定的反应活性,活性单体在反应过程不断生成。在活性单体不能有效用于生长的情况下,自成核将是不可避免的。即使是利用种子生长法,如果部分活性单体被用于生长,也会诱导在合成过程中成核与生长相互纠缠。为解决这一难题,我们提出了表面配体活化的概念。具体地,使用最为常用的铟、磷前驱体,在生长过程中加入表面活化剂,使量子点表面配体变的松动且稀疏,使得生长过程顺利进行而成功抑制连续成核。  表面活化方法,打破了长久以来InP量子点生长的“尺寸瓶颈”。在分析了可能的活化机理后,我们提出了两类不同的活化剂。第一类活化剂基于缩短表面配体的碳氢链长度,以减小活性单体从溶液到量子点表面的扩散距离;第二类活化剂则基于增加表面配体的间距,以增加活性单体穿透配体层达到量子点表面的通道尺寸。实验表明,两种活化策略都有明显效果。其中,以2,4-二酮为代表的第二类活化剂具有突出的效果。例如,使用乙酰丙酮作为表面配体活化剂,我们在低温下(140-180℃)成功实现了接近化学计量比的表面生长,把连续自成核压缩到实验不可测水平,从而突破了InP量子点的“尺寸瓶颈”、制备出了一系列尺寸可调且尺寸分布均一的InP量子点。  此外,我们将表面配体活化在InP量子点合成中所取得的成功沿用到了InAs量子点及基于Ⅲ-Ⅴ族核壳量子点的合成上,并成功制备出了高质量的InP/ZnSe、InP/GaP及InAs/InP核壳量子点。表面活化机理的提出不仅为我们找到了一条简单、实用、绿色节能的Ⅲ-Ⅴ族量子点合成方法,同时也为更好的研究Ⅲ-Ⅴ族量子点的性质,推动“产品无镉化”奠定了基础。
其他文献
由中国工控网联合OPC基金会中国促进会联合举办,中国仪器仪表学会协办的201 5国际工业控制系统互联技术研讨会于2015年9月23日在重庆国际博览中心悦来大酒店盛大开幕,共同打
由中国仪器仪表学会主办,上海工业自动化仪表研究院承办的20155(第四届)测量控制与仪器仪表行业文化艺术展于第26届“中国国际测量控制与仪器仪表展览会(MICONEX2015)”期间
【摘要】近年来,动漫产业是我国热门行业之一,具有广阔的就业前景。动漫专业对学生的英语交流能力、英语阅读能力以及运用英文原版软件的能力等英语职业能力有很高要求。本文以江苏模特艺术学校为例,对中职动漫专业英语教学的现状及方法进行相关探讨和研究。  【关键词】中职 动漫专业 英语教学  一、我国动漫产业的发展现状和前景  近年来我国的动漫产业发展迅速,已成为十大热门行业之一。据中国产业调研网发布的《20
北宋是中国水墨花鸟画的重要开端,并且取得了不俗的成就,北宋水墨花鸟画出现了一批有成就的艺术大家,他们的影响不仅限于花鸟画,也影响了山水画和人物画。北宋的大家之所以能
碳纳米材料,作为一种新型的碳材料,其发现和制备不过短短数十载,却引起了无数科学工作者的广泛关注。因为碳纳米材料除具有纳米材料共有的表面效应、体积效应和量子尺寸效应等性能外,还具有独特的力学、电学等许多优越性能,使得碳纳米材料在光学、电学、磁学、传感、生物医学等诸多方面具有巨大的潜在应用前景,吸引着越来越多的人投身于碳纳米材料的研究中。其中,单壁碳纳米管更是被誉为21世纪最有前途的材料。纳米材料的独
掌握和运用规律是人们认识和改造世界的重要方法。在本文中,我们通过[Et4N][Tp*WS3](1)、[Cu(CH3CN)4]BF4、NaN3与烷基或芳基腈类化合物的溶剂热反应,合成了一系列含四唑配体和
当今中国电视业竞争激烈,真人秀节目从开始一出现就虏获了大多数观众的心,也成为传统电视媒体的一大收视热点。纵观各个电视台的真人秀节目,他们更加青睐于购买海外既有成功
现代动画借助信息技术在绘画、技法、情感赋予、艺术性等方面得到很大的提升。现代动画中不断融入传统动画的绘画技巧。本文主要研究动画与黑白木刻版画结合的相关问题。黑白
播音与主持艺术作为我国前沿的专业,广大受众的关注。电视台播音主持的好坏与播音主持人自身的素质由直接的联系。现代社会告诉运转的媒体传播,对电视台播音主持人的综合素要
意大利是美食的天堂,去意大利旅游,只要随便找个饭馆坐下,打开密密麻麻写着前菜、头盘、主菜、甜品的菜单,头就已经开始痛了。边翻边想,这得逼死“选择障碍症”啊!为什么上帝给了意大利人这么多关于美食的创造力,简单点不好吗?意大利人的答案是:不好。这里有着肥沃的土壤,充足的日照,很多作物天然就美味可口。意大利人也充分利用了这点优势,花费了大部分心思研究怎样才能吃得更好、更天然、更美味。意大利菜从北到南有上
期刊