水溶性ZnS∶Ni量子点的合成及荧光性质

以L-半胱氨酸为修饰剂,采用化学共沉淀法在水溶液中合成了ZnS∶Ni量子点.通过X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)和荧光光谱(PL)对量子点的结构、组成、形貌及光谱性质进行表征.结果表明:ZnS∶ Ni量子点为立方闪锌矿结构,颗粒呈球形,平均尺寸约为2.9 nm,分散性良好;随着Ni2掺杂浓度的增加,ZnS∶ Ni量子点的荧光发射强度先增强后减弱,当Ni2+掺杂浓度为0.7;时,发射强度达到最大.经室内自然光照后,ZnS∶ Ni量子点的荧光量子产率可达15.4;.修饰在量子点表面的L-半胱氨酸使该量子点具有良好的水溶性、生物相容性和生物大分子可偶联性.     

TGA-CdTe量子点在荧光探针方面应用

以巯基乙酸(TGA)为稳定剂,在加热回流氮气保护条件下制备CdTe量子点,用荧光分光光度计、透射电子显微镜和X射线粉末衍射仪对CdTe量子点进行表征.以该量子点为荧光探针,完善荧光淬灭法测定Cu2+、Hg2和Ag+等重金属离子的方法.考察缓冲溶液的pH值、反应时间、量子点浓度、量子点的稳定性和干扰离子等多种因素对重金属离子测定的影响.在pH值为6.2的三羟甲基氨基甲烷(tris)-盐酸缓冲溶液中,当量子点的浓度为4.2×10-2 μg/L和反应时间为30 min时,测得Cu2、Hg2+和Ag+的线性区间分别为2.3 ～250 μg、3.2～300 μg和4.3～ 150μg,检测下限分别为0.28 μg/L、0.53 μg/L和0.35 μg/L.并发现只有当所测量的重金属离子能与所采用的量子点能生成更难溶于水的沉淀才能引起量子点的荧光淬火,从而可以对此类重金属离子进行定量检测.     

量子点激光器和量子点能态的计算

本文首先从态密度的角度,分析了半导体激光器从三维到零维发展的内因;介绍了实现量子点的工艺和量子点激光器的研究进程;评述了影响量子点激光器发展的"瓶颈"问题.在文章的后半部分,介绍了量子点电子态的计算,其中着重介绍了k·p微扰法.     

CdTe量子点生长速率的参数研究

以NaTeO3为碲源,还原型谷胱甘肽(GSH)为稳定剂,一步合成CdTe量子点.研究了参与反应回流的镉与碲摩尔比和Cd2+浓度对CdTe量子点生长速率的影响,并用荧光光谱、X射线衍射光谱及透射电子显微镜对其性能进行表征.结果表明:GSH稳定的CdTe量子点具有闪锌矿结构、球形形貌;在pH =8.5,n(Cd2+)∶ n(GSH)=1∶1.2,C(Cd2)=0.67 mmol/L,n(Cd)∶ n(Te)=6∶1时,CdTe量子点荧光量子效率最高可达51.53;,并且量子点生长的速率在初期的1h内达到最高点,并随着时间的延长呈下降趋势.     

半导体量子点内弹性应变能的研究

本文用有限元分析软件ANSTS 6.0计算了半导体量子点内的弹性应变和弹性应变能, 通过对金塔形、台形和圆顶形量子点内总弹性应变能的计算和总能量的比较,得到了在热平衡条件下金字塔形量子点是最稳定的结构.     

碳化硅量子点荧光标记技术及其生物学应用

通过一步法完成SiC量子点的合成和表面改性,并对其微观结构、光学性质和理化性质进行了表征,结果表明该量子点半径小于激子波尔半径,导致了量子限制效应现象而产生光致发光,通过对其红外光谱的分析发现碳化硅量子点表面既已耦合了巯基,因此该量子点可以作为量子点标记技术中又一种新型的标记材料,然后用SiC量子水相溶液对有、无根皮苷环境下的串珠镰刀菌进行标记并长时程荧光成像,同时让已成功标记的该菌侵染苹果植株幼苗,试验表明,根皮苷能够促进串珠镰刀菌的生长,主要表现在菌落成长的速度和数量上,进一步研究发现,串珠镰刀菌生长态势随周围环境中根皮苷含量的增加而更趋旺盛,此外串珠镰刀菌对苹果幼苗侵染的动态示踪过程表明幼苗的第一感染部位为根毛区.     

CdZnTe平面核辐射探测器研究

采用垂直Bridgman方法生长的CdZnTe晶体,定向切割成12 mm×7 mm×2.5 mm单晶片.通过研磨、抛光、腐蚀、电极制备、钝化、退火等一系列工艺,制成了Au/CdZnTe/Al平面探测器.重点研究了快速退火对电极接触特性的影响.测试了Au/CdZnTe/Al平面探测器的能谱响应特性.结果表明:在室温偏压为350 V条件下,探测器的241Am 59.54 keV光谱能量分辨为3.95;(2.35 keV FWHM).     

Ar和H2气氛退火CdZnTe表面的XPS研究

对CZT晶体进行了相同温度条件下Ar和H2气氛退火实验研究.利用XPS的离子溅射深度剖析对比分析了退火前和不同气氛退火后CZT晶体表面成分和价态的变化,并以上述变化为依据,推测了退火前CZT晶体的表面结构和成分以及退火过程中气体与CZT晶体表面发生的化学反应.结果表明,相比Ar气氛退火,H2气氛退火后因为TeO2和富Te层会先后和H2发生化学反应而大量减少,可以有效地去除TeO2和富Te层,增大H与CZT的接触面积,促进H与CZT的进一步反应.     

水热法合成Cu-In-Zn-S量子点及其荧光性能研究

通过水热法制备了Cu-In-Zn-S (CIZS)四元量子点,采用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、荧光分光光度计(PL)研究了不同反应温度和Cu/In摩尔比对CIZS量子点的物相组成、显微形貌以及荧光性能的影响,同时利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对CIZS量子点的表面性质进行表征.结果 表明,量子点颗粒在水溶液中呈类球型并且具有良好的分散性,粒径大小为3～4 nm.合成的CIZS量子点具有优异的荧光性能,随着反应温度的升高,量子点的荧光强度逐渐增强;当反应温度为110℃时,量子点的荧光强度最高;然而,过高的反应温度造成了In2S3杂质相的形成,荧光强度随之降低.此外,随着Cu/In摩尔比的减小,CIZS量子点的发光峰位由675 nm蓝移至644 nm,同时量子点的荧光强度逐渐提高;当n(Cu)/n(In)=1∶7时,荧光强度达到最高值.同时,量子产率(QYs)达到最大值6.2;.基于CIZS量子点的LED成功实现发光,其中显色指数达81.2,发光效率为36.8 lm/W,表明了CIZS量子点在照明领域良好的应用前景.     

高发光效率CdTe@SiO2量子点的制备

SiO2包覆CdTe量子点过程中通常导致荧光效率大幅降低,严重影响后续分析应用的灵敏度.为制备高发光效率的CdTe@SiO2量子点,基于吐温80/环已烷/1-已醇/CdTe量子点反相微乳液体系,考察了TEOS和氨水的用量、反应时间及助表面活性剂种类对制备CdTe@SiO2的影响.利用透射电子显微镜、分子荧光光谱仪以及紫外可见分光光谱仪对制备的CdTe@SiO2形貌和性能进行了表征.结果 表明,CdTe@SiO2的最佳制备条件是TEOS和氨水的用量均为120 μL,反应时间为24 h,助表面活性剂为1-己醇.CdTe@SiO2量子产率为27.9;,相对包覆前,量子产率保持率为84.5;.     

CdZnTe晶体光致发光谱"负热淬灭"现象研究

采用改进的垂直布里奇曼法生长了直径为60 mm的CdZnTe晶体,测试了其在10 K～150 K范围的PL谱.对760 nm和825 nm处的峰积分强度随温度变化关系进行研究发现,在30～50 K范围内,PL谱峰的强度呈现反常温度依赖现象,即随着温度的升高而减小,也就是所谓的"负热淬灭"现象,这在CdZnTe晶体中属首次观察到.进一步分析表明,随着温度的增加,其PL谱强度变化的过程包含了三个无辐射过程和一个负热淬灭过程.与没有发生"负热淬灭"现象的CdZnTe晶体对比,两者XRD图谱呈现明显差异.讨论了发生负热淬灭现象的原因以及可能路径.     

X-ray analysis of Self-Organized InAs/InGaAs Quantum Dot Structure

We report on an X-ray study of an InAs/InGaAs/GaAs multi quantum dot stack grown by metalorganic chemical vapor deposition using grazing incidence reflectometry, high-resolution X-ray diffraction, reciprocal space mapping and pole figure analysis. No direct signal from the quantum dots is found by the high-resolution techniques. All rocking curves on different symmetric and asymmetric Bragg reflections can be simulated within the framework of dynamical theory assuming a perfect tretragonally distorted InAs/InGaAs/GaAs multiquantum well system. A pole figure analysis in the vicinity of the (113) and (022) reflections, however, reveals a signal from the quantum dots. There is a considerable indium enrichment in the quantum dots as compared to the wetting layer indicating a strong In-diffusion during their formation. Moreover, a strongly anisotropic diffuse scattering distribution with respect to the [110] and [1-10] directions is found.     

CdS量子点敏化ZnO薄膜的制备及其性能研究

本文以Zn(CH3COO)2·2H2O、CdCl2和硫脲的水溶液分别为前驱体,采用超声喷雾热解法在ITO导电玻璃上成功的制备了CdS量子点敏化ZnO薄膜(ZnO∶ CdS).通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),光致发光(PL)谱和吸收光谱对CdS量子点敏化ZnO薄膜形貌,结构和光学性能进行了研究.SEM图表明CdS量子点已成功沉积到ZnO薄膜上,量子点呈颗粒状,直径约71 nm.XRD结果显示,除观察到原有的ZnO特征峰外,在2θ=30.3°处有一明显的特征峰,对应着CdS的(111)晶面.PL谱图表明在325 nm的光激发下,CdS量子点敏化ZnO薄膜在400 nm处有一较强的紫外发射峰,在500～700 nm处有一个较宽的黄绿发射带.吸收光谱表明,CdS量子点敏化后ZnO薄膜在可见光区的吸收边为586 nm.     

ZnO/PbS量子点异质结太阳能电池结构调控研究

利用氧化锌溶胶-凝胶(Sol-Gel)、锌盐乙醇溶液(ES)和氧化锌纳米粒子溶液(NP)三种不同的籽晶层前驱液,在ITO衬底上通过化学浴沉积方法(CBD)制备出了一维氧化锌纳米棒阵列薄膜,并在所制备的氧化锌纳米棒阵列薄膜上构筑了具有“三维”异质结结构的PbS量子点太阳能电池.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射光谱分析等研究了籽晶层对氧化锌纳米棒阵列薄膜形貌、结构和光学性质的影响;结合电池性能测试结果,比较分析了“三维”异质结结构和“平面”异质结结构对电池性能的影响.结果表明:在ES籽晶层上生长的氧化锌纳米棒阵列薄膜的取向性最好,Sol-Gel次之,NP最差;在ES和Sol-Gel籽晶层上生长2h的样品透射率在80;左右;与“平面”异质结结构PbS量子点电池相比,基于氧化锌纳米棒阵列薄膜制备的“三维”异质结结构电池的短路电流可提高40;,表明“三维”异质结结构有利于载流子的分离和输运.     

宽吸收带MEH-PPV/PbS量子点复合材料的制备

制备出粒径在3~8nm之间的宽吸收带聚合物MEH-PPV/PbS量子点复合材料。该材料在400~1100nm波长区域内表现出强吸收,能覆盖太阳光谱的大部分。准原位吸收光谱分析表明,MEH-PPV的加入不是获得宽吸收带纳米颗粒的主要因素。     

甲酸根离子掺杂的卤化银中空穴陷阱效应分析

本文采用微波吸收介电谱检测技术,系统研究了甲酸根离子掺杂的立方体卤化银乳剂在35ps脉冲激光作用下所产生的光电子衰减行为,分析了甲酸根离子的空穴陷阱效应以及光电子衰减特性与掺杂条件的关系.通过分析不同位置和浓度甲酸根离子掺杂的立方体AgBr乳剂中光电子衰减时间特性,讨论了AgBr乳剂中甲酸根离子掺杂条件的变化对光电子衰减的影响,揭示了其空穴陷阱效应的作用机理.实验结果表明:不同浓度的甲酸根离子对立方体AgBr乳剂都有增感作用,最佳掺杂浓度为10-3mol/molAg;最佳掺杂位置是90;,说明了在接近微晶表面掺杂的空穴陷阱对提高乳剂感光度有较好的作用.     

NiO为空穴传输层的量子点发光二极管及其性能

采用溶液法制备NiO纳米晶,利用XRD、TEM、UPS表征样品并将其应用于结构为ITO/NiO/PVK/ QDs/ZnO/Ag的量子点发光二极管(QLED)中.XPS测试表明紫外臭氧处理可诱导NiO晶格内部产生Ni3+离子,通过引入多次旋涂和多次紫外臭氧处理相结合的工艺,获得Ni3离子含量增多且分布均匀的NiO薄膜.研究结果显示:随着旋涂NiO次数的增加,器件性能呈现出逐渐改善趋势,当旋涂4次时,器件获得最佳效果,其中最佳发光强度从184cd/m2提高到4775 cd/m2,最大电流效率为0.54 cd/A,最大外量子效率为0.22;,与未改善的单层NiO基QLED相比,均提高超过50倍.     

偏压对Ge/Si单量子点电流分布的影响

采用扫描探针显微镜(SPM),对离子束溅射自组装生长的Ge/Si量子点的电学性能进行分析.实验结果表明,施加正向偏压于圆顶形量子点上时,由于表面氧化物的生成,扫描区域的电流信号是不可恢复的.施加负向偏压时,单量子点区域的电流分布特征保持环状,且电流剖面图呈双峰结构,随着负向偏压的增大,各个电流峰顶部形状由尖锐变为截平,呈现出饱和的趋势.通过对电流值大小分布的统计,证实了Ge/Si量子点的电流传导主导机制为热电子发射.     

低阻值In掺杂CdZnTe晶体的退火改性

以Cd_(1-y)Zn_y合金作退火源,对采用改进的垂直布里奇曼法(MVB)生长的In掺杂的Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶片进行退火改性.结果表明:与退火前相比,退火后晶片的成分均匀性提高,Cd、Zn和Te三种元素的含量更接近理想的化学计量比,平均红外透过率由12;提高到59;,电阻率从3.5×10~6 Ω·cm提高到5.7×10~9 Ω·cm,且在PL谱中出现了代表晶体质量的(D~0,X)发光峰.在合适的条件下对低阻值In掺杂的CdZnTe晶体进行退火改性可较好的提高晶体的性能.