核壳结构ZnS∶Mn/ZnS量子点转光剂的制备及其性能研究

本文以巯基丙酸为稳定剂,采用共沉淀法合成ZnS∶Mn量子点,然后使用核外延法制备了具有将紫外光转红光性能的核壳结构ZnS∶Mn/ZnS量子点转光剂,并使用红外(IR)光谱,透射电镜(TEM)对其官能团结构和形貌进行了表征,采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行了研究。另外,考察了Mn的掺杂量,放置时间和不同pH的缓冲溶液对ZnS∶Mn/ZnS量子点荧光的影响。     

水热法合成AgInS2/ZnS核/壳结构量子点及其荧光性能

以硫脲为硫源,采用谷胱甘肽(GSH)和柠檬酸钠(SC)为配体,通过水热法制备了水溶性AgInS2/ZnS(AIS/ZnS)核/壳结构量子点。系统研究了反应温度和配体用量对量子点的合成及其荧光性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)分别对量子点的物相、形貌和光学性能进行了表征,并考察了量子点的稳定性。实验结果表明,随着反应温度从70℃升高至90℃,促进了ZnS壳层的形成,有效地钝化了量子点的表面缺陷,获得的AIS/ZnS核/壳量子点的发光强度显著提高,发光峰位从600 nm蓝移至580 nm。配体的添加可以有效地平衡Zn^2+的化学反应活性,减缓ZnS壳层的生长,抑制核壳界面缺陷的形成,还能消除量子点的表面态,当nGSH/nZn^2+=2.0,nSC/nZn^2+=2.5时,AIS/ZnS量子点的荧光性能最佳。此外,AIS/ZnS核/壳结构量子点还具有优异的光学稳定性。     

核-壳结构CdSe/ZnS量子点的制备、硫醇修饰及其光学性能

采用高温有机相包覆技术制备了CdSe/ZnS核壳结构量子点材料,考察了包覆量对量子点材料的光学性能的影响,研究了含脂肪链和芳香基的双硫醇分子1,4-苯二甲硫醇和1,8-辛二硫醇对于具有核-壳结构的CdSe/ZnS量子点材料的修饰作用,考察了修饰作用对于量子点的量子效率和荧光强度等光学性能的影响.实验结果表明:随着硫化锌包覆量的增加,量子点的量子效率及其荧光发射强度明显提高;硫醇的修饰能显著增强量子点的发光强度,随着硫醇浓度的增加,其发光性能增强,但是达到一定程度后,光学性能基本不随硫醇浓度的变化而变化.根据固体核磁共振等实验结果推测:硫醇分子可能部分替代了量子点体系中的正三辛基氧膦配体,稳定了量子点体系,对量子点起修饰保护作用,从而提高了量子点的光学性能.     

室温水相合成CdTe/CdS核/壳结构量子点

开发了一种以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂和稳定剂经条件温和的室温水相合成光谱可调的水溶性CdTe/CdS核/壳结构量子点的方法:向新鲜制备的CdTe量子点溶液中加入硫源,继续反应即可生成CdS壳层,通过控制硫源的浓度即可控制CdS壳层厚度,从而调节光谱性质和增强稳定性.采用XRD、TEM、HRTEM、荧光光谱以及紫外-可见光...     

阳离子交换法制备稳定的近红外区核/壳型PbS/CdS量子点

硫化铅量子点(PbS QDs)的光氧化稳定性差是其应用于太阳能电池等领域的主要限制因素之一. 采用阳离子交换法在合成的PbS量子点表面包裹一层具有更稳定、更大禁带宽度的硫化镉(CdS)壳层, 制备出稳定的核/壳型PbS/CdS量子点; 同时, 研究了反应温度和反应时间对阳离子交换过程的影响规律. 通过透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜(TEM/HRTEM)、X射线衍射仪(XRD)、吸收光谱和荧光光谱考察了所制备PbS/CdS量子点的结构、光学特性和光氧化稳定性．结果表明: 阳离子交换过程中, 离子交换反应程度有限、仅发生在量子点的表面层, 但极薄的CdS壳层已能有效钝化PbS量子点的表面缺陷、显著提高其光氧化稳定性.     

油溶性CuInS2/ZnS量子点的制备及其温敏性聚丙烯酰胺胶束介导的水相转移

采用非热注法成功制备了高质量的油溶性CuInS2/ZnS核壳量子点,量子点的荧光发射峰在可见光到近红外范围内可调(550～800 nm),且荧光量子产率最高达80%。本文进一步利用具有温敏特性的聚丙烯酰胺胶束作相转移剂,成功地将油溶性的CuInS2/ZnS核壳量子点转移入水相。水相中自组装形成的CuInS2/ZnS量子点-胶束复合物不仅具有良好的荧光性质,而且胶束原有的灵敏的热响应性被保留。这些研究初步表明,无镉的低毒的CuInS2/ZnS量子点可作为纳米胶束的荧光示踪探针。     

水溶性的高荧光CdTe/CdSeⅡ型核壳量子点的合成与表征

用L-半胱氨酸(L-cysteine)作为稳定剂,以制备的CdTe量子点为核模板,水相合成了具有近红外发光的Ⅱ型核壳CdTe/CdSe半导体量子点。实验考察了合成温度,核模板的尺寸和组分比等因素对合成高质量的CdTe/CdSe量子点的影响。用紫外-可见吸收和荧光光谱研究了合成的量子点的光学性质。在优化的合成条件下,荧光发射光谱在586～753nm范围连续可调,荧光量子产率高达68%;通过X-射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和透射电镜(TEM)对合成的Ⅱ型核壳CdTe/CdSe量子点进行了结构和形貌表征。     

CdS/ZnS-CdTe量子点间荧光共振能量转移测定痕量汞

研究了CdS/ZnS核壳型量子点为能量给体,CdTe量子点为能量受体的荧光共振能量转移机理,及其在超痕量汞测定中的应用。实验表明在十二烷基苯磺酸钠存在下,于pH 7.8的硼酸-硼酸钠缓冲液,CdS/ZnS与CdTe量子点之间能发生有效的能量转移。探讨了CdS/ZnS与CdTe量子点间能量转移机理。实验结果表明:Hg2+的加入能使CdS/ZnS-CdTe体系发生荧光猝灭,且Hg2+的浓度与体系荧光猝灭强度在一定范围内有良好的线性,据此建立了CdS/ZnSCdTe-Hg2+体系测定超痕量Hg2+的方法。在优化条件下,Hg2+的线性范围为2.0×10-10~2.0×10-8g/L,检出限为6.67×10-11g/L(n=11)。方法应用于水样中Hg2+的测定,其RSD≤4.1%(n=6),回收率为97.2%~99.8%。     

CdTe/CdSe核壳量子点的合成及其在指纹显现中的应用

以CdCl2和Te粉为原料,在水相中合成了CdTe量子点核;通过外延生长在CdTe量子点核上包覆一层CdSe量子点,得到具有良好荧光性能的CdTe/CdSe核壳量子点;采用X射线衍射仪、透射电镜、高分辨透射电镜分析了不同反应条件下合成的CdTe/CdSe核壳量子点的晶体结构和微观结构,并对其进行了荧光光谱等测试和指纹显现分析.结果表明,合成的CdTe和CdTe/CdSe量子点粒径在3～5nm之间,粒径分布窄,水分散性良好;可以通过控制反应时间和Te/Se比等得到在500～700nm显示荧光发射峰的CdTe/CdSe核壳量子点.此外,核壳CdTe/CdSe量子点可以有效地和指纹物质结合,可应用于对铝合金油潜指纹的鉴别.     

CuInS_2/ZnS量子点的微波水热合成与表征——推荐一个研究型综合实验

介绍一个研究型综合实验——简易微波水热合成CuInS_2/ZnS复合量子点及其表征。实验通过Cu~(2+)、In~(3+)、Zn~(2+)和S~(2-)离子为原料,以谷胱甘肽作为稳定剂,两步微波水热合成水溶性的CuInS_2/ZnS复合量子点。用X射线衍射法和透射电镜表征它的结构和形貌,用紫外-可见光吸收、荧光光谱、荧光寿命和荧光照片等表征光学性质,并探究温度、时间、成份对荧光性质的影响。通过该实验的设计与实施培养学生科学研究的方法和思维能力。     

ZnS量子点的合成及荧光特性

采用液相沉淀法,用不同的硫源或金属离子螯合剂,从三个途径合成了不同粒径的ZnS量子点,并用透射电子显微镜,X-射线粉末衍射仪所合成的量子点进行了表征,用荧光分光光度计研究了量子点的荧光性质。结果表明,所合成的ZnS量子点为分散性好、纯度高且具有良好荧光特性的球形微粒。     

油溶性CuInS2/ZnS量子点的制备及其温敏性聚丙烯酰胺胶束介导的水相转移

采用非热注法成功制备了高质量的油溶性CuInS₂/ZnS核壳量子点, 量子点的荧光发射峰在可见光到近红外范围内可调(550~800 nm), 且荧光量子产率最高达80%。本文进一步利用具有温敏特性的聚丙烯酰胺胶束作相转移剂, 成功地将油溶性的CuInS₂/ZnS核壳量子点转移入水相。水相中自组装形成的CuInS₂/ZnS量子点-胶束复合物不仅具有良好的荧光性质, 而且胶束原有的灵敏的热响应性被保留。这些研究初步表明, 无镉的低毒的CuInS₂/ZnS量子点可作为纳米胶束的荧光示踪探针。     

水溶性的CdSe/CdS/ZnS量子点的合成及表征

用L-半胱氨酸盐(Cys)作为稳定剂,合成了水溶性的双壳结构的CdSe/CdS/ZnS半导体量子点。吸收光谱和荧光光谱结果表明,双壳结构的CdSe/CdS/ZnS纳米微粒比单一的CdSe核纳米粒子和单核壳结构的CdSe/CdS纳米粒子具有更优异的发光特性。用透射电子显微镜(TEM)、ED、XRD、XPS和FTIR等方法对CdSe核和双壳层的CdSe/CdS/ZnS纳米微粒的结构、分散性及形貌分别进行了表征。     

Synthesis of Multifunctional Mn‐Doped CdTe/ZnS Core/Shell Quantum Dots

The synthesis of a novel water‐soluble Mn‐doped CdTe/ZnS core‐shell quantum dots using a proposed ultrasonic assistant method and 3‐mercaptopropionic acid (MPA) as stabilizer is descried. To obtain a high luminescent intensity, post‐preparative treatments, including the pH value, reaction temperature, reflux time and atmosphere, have been investigated. For an excellent fluorescence of Mn‐doped CdTe/ZnS, the optimal conditions were pH 11, reflux temperature 100°C and reflux time 3 h under N₂ atmosphere. While for phosphorescent Mn‐doped CdTe/ZnS QDs, the synthesis at pH 11, reflux temperature 100°C and reflux time 3 h under air atmosphere gave the best strong phosphorescence. The characterizations of Mn‐doped CdTe/ZnS QDs were also identified using AFM, IR, powder XRD and thermogravimetric analysis. The data indicated that the photochemical stability and the photoluminescence of CdTe QDs are greatly enhanced by the outer inorganic ZnS shell, and the doping Mn²⁺ ions in the as‐prepared quantum dots contribute to strong luminescence. The strong luminescence of Mn‐doped CdTe/ZnS QDs reflected that Mn ions act as recombination centers for the excited electron‐hole pairs, attributing to the transition from the triplet state (⁴T₁) to the ground state (⁶A₁) of the Mn²⁺ ions. All the experiments demonstrated that the surface states played important roles in the optical properties of Mn‐doped CdTe/ZnS core‐shell quantum dots.     

Multistage Microfluidic Platform for the Continuous Synthesis of III–V Core/Shell Quantum Dots

We present a fully continuous chip microreactor‐based multistage platform for the synthesis of quantum dots with heterostructures. The use of custom‐designed chip reactors enables precise control of heating profiles and flow distribution across the microfluidic channels while conducting multistep reactions. The platform can be easily reconfigured by reconnecting the differently designed chip reactors allowing for screening of various reaction parameters during the synthesis of nanocrystals. III–V core/shell quantum dots are chosen as model reaction systems, including InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/CdS and InAs/InP, which are prepared in flow using a maximum of six chip reactors in series.     

Ultrafast Carrier Dynamics in CdSe/CdS/ZnS Quantum Dots

The intra- and inter-band relaxation dynamics of CdSe/CdS/ZnS core/shell/shell quantum dots are investigated with the aid of time-resolved nonlinear transmission spectra which are obtained using femtosecond pump-probe technique. By selectively exciting the core and shell carrier, the dynamics are studied in detail. Carrier relaxation is found faster in the conduction band of the CdS shell (about 130 fs) than that in the conduction band of the CdSe core (about 400 fs). From the experiments it is distinctly demonstrated the existence of the defect states in the interface between the CdSe core and the CdS shell, indicating thatultrafast spectroscopy might be a suitable tool in studying interface and surface morphology properties in nanosystems.