温度对CdSe/ZnS量子点吸收光谱和光致发光谱的影响

测量了分散于正己烷溶液和甲苯溶液中的CdSe/ZnS量子点在室温到近溶液沸点温度间的吸收与光致发光光谱,比较了两种不同的CdSe/ZnS量子点的光谱特性,讨论了温度对吸收和光致发光光谱峰值波长以及相对强度的影响。结果表明:在25~100℃范围内,CdSe/ZnS量子点激子吸收峰波长有微小红移,最大约为4nm;光致发光光谱峰值波长略有红移,但最大不超过6nm。根据光致发光光谱测量的结果,确定了Varshni定律中关于CdSe/ZnS量子点禁带宽度的两个经验参数:α=(2.0±0.2)×10^-4eV/K和β=(200±30)K。温度对CdSe/ZnS量子点吸收强度影响不大,荧光发射强度与温度呈线性关系增强。     

巯基乙胺稳定合成CdSe量子点及其发光性能的研究

CdSe量子点是一种重要的半导体纳米材料。以巯基乙胺(CA)为稳定剂,CdCl₂·2.5H₂O为镉源,SeO₂为硒源,采用简单的一步水相法合成水溶性的CdSe量子点。详细地研究了加热回流时间、初始pH值、硒与镉的摩尔比和回流温度等实验条件对CdSe量子点发光性能的影响。利用X-射线粉末衍射、透射电子显微镜、紫外-可见光谱和荧光光谱等表征量子点的结构和光学性能。结果表明,采用巯基乙胺为稳定剂制备的CdSe量子点为立方晶相,颗粒大小约为2.0nm,量子点的荧光发射峰在560～589nm内连续可调。     

CdSe量子点滤光片尺寸、温度依赖的光学特性

为了缩小光谱仪体积使之适用于军事卫星等领域,本文将胶体量子点作为滤光材料,研究了CdSe胶体量子点滤光片的光学特性。本文采用热注入法合成出了高质量的CdSe胶体量子点,经过对苯二胺消光处理制备成CdSe胶体量子点滤光片。利用透射电子显微镜(TEM)进行样品形貌结构的表征及粒径尺寸的测量,并分别在不同温度下进行了紫外-可见吸收测量和紫外-可见透过率测量。实验表明,在室温情况下,CdSe胶体量子点薄膜的吸收和透过率均随粒径尺寸的增加而增加;在给定粒径尺寸的情况下,CdSe胶体量子点薄膜吸收与透过率曲线的第一激子吸收峰峰位随温度升高发生红移,CdSe胶体量子点薄膜吸收曲线温度每增加10 K红移不超过1 nm,且半峰宽增加;此外,经反复实验验证CdSe胶体量子点滤光片的稳定性及可调谐特性,证实其适合作为截止滤光片。上述结果表明,CdSe胶体量子点滤光片在微型光谱仪方面具有良好的应用价值。     

微腔中CdSe量子点荧光增强效应

文章主要研究了CdSe量子点微腔结构,微腔结构包括上下分布式布拉格反射镜(DBR),中间的有源层为溶解在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的CdSe胶体量子点.采用传递矩阵法模拟微腔的反射光谱,对实验测试曲线进行较好的拟合.通过测试微腔结构的光致荧光(PL)光谱,其半峰宽(FWHM)由未加入微腔的CdSe量子点样品的27.9 nm,减小到微腔结构的7.5 nm,在微腔中的量子点,由于腔模式的出现,其发光谱的品质因数增加了3.6倍,达到了荧光增强的效果. 关键词： CdSe量子点 微腔效应 荧光增强     

低温退火形成团簇CdSe棒状结构的实验分析（英文）

为了研究新型纳米结构对发光的影响,实验采用自组装的方法在低温(170℃)退火的条件下成功制备了棒状CdSe微结构阵列,并使用中心波长为365 nm的激光测量了棒状CdSe微结构阵列的荧光光谱.论述了团簇CdSe半导体材料的特性以及其光致发光性质,然后通过对退火后的棒状CdSe微结构阵列的荧光测量,分析实验结果表明:棒状CdSe微结构的长度、直径和阵列间距分别为505.91 nm、 205 nm和309 nm,荧光光谱出现36.16 nm蓝移.而且,按照非平衡态统计物理系统中,基于低温退火对半导体材料产生的影响,通过一维福克-普朗克方程对其形成机理进行了实验分析.这种形成团簇CdSe棒状结构的低温退火方法为未来在新材料制备上提供了一个新的途径.     

CdSe/ZnSe异质结构中Zn1－xCdxSe量子岛(点)的显微荧光光谱和显微拉曼光谱研究

利用显微荧光和显微拉曼光谱,研究了分子束外延生长的CdSe/ZnSe异质结构中,由两种不同机理形成的两类具有不同尺寸和组分的Zn1-xCdxSe量子岛.4.2 K时的显微荧光光谱表明,当CdSe淀积厚度由1.8 ML增加到2.3ML时,Zn1-xCdxSe量子岛的激子荧光峰有166 meV的较大红移,这是量子岛尺寸改变引起的量子限制势能变化所不能完全解释的.经过对样品的显微荧光和显微拉曼光谱的对比分析,发现还存在另外两种引起量子岛荧光峰较大红移的机理：一方面是因为随着CdSe淀积厚度的增加,具有更低能态的大岛密度的增加,并逐渐取代小岛而主导Zni-xCdxSe量子岛的荧光性质;另一方面是由于CdSe/ZnSe量子结构中的两类量子岛的Cd组分浓度也会随CdSe淀积厚度的增加而增加,从而引起量子岛荧光峰的较大红移.     

InGaN/GaN多量子阱热退火的拉曼光谱和荧光光谱

通过拉曼光谱及荧光光谱测量研究了采用低压金属有机化学沉积(MOCVD)方法生长的InGaN／GaN多量子阱高温快速热退火处理对量子阱光学性质的影响。观测到退火后InGaN／GaN量子阱的拉曼光谱E2,A1(LO)模式的峰位置出现了红移,而且该振动峰的半高宽也有微小变化。温度升高退火效果更明显。退火使量子阱内应力部分消除,同时In,Ga原子扩散出现相分离使拉曼谱表现出变化。在常温和低温下的光荧光谱表明,退火处理的量子阱发光主峰都出现了红移;而且低温退火出现红移,退火温度升高相对低温退火出现蓝移;同时在低温荧光光谱里看到经过退火处理后原发光峰中主峰旁边弱的峰消失了。讨论了退火对多量子阱光学性质的影响。     

核壳结构硒化镉/硫化镉/巯基乙酸量子点载流子输运特性

采用水溶液法合成了巯基乙酸(TGA) 包覆的CdSe 量子点. 通过X 射线粉末衍射和高分辨透射显微镜检测结果证实, 合成得到闪锌矿结构CdSe 量子点. 能谱图和傅里叶变换红外光谱图结果说明, 在核CdSe 纳米粒子表面与配体TGA 之间有CdS 壳层结构形成. 利用样品表面光电压(SPV) 谱, 指认CdSe 量子点精细能带结构以及各自对应的激发态特征: 475 nm (2.61 eV) 和400 nm (3.1 eV) 两个波长处的SPV 响应峰分别与CdSe 核和CdS 壳层带-带隙跃迁相对应; 370 nm (3.35 eV) 附近SPV 响应峰可能与TGA 中羰基与巯基或羧基之间发生的n →π^* 跃迁有关. 场诱导表面光电压谱结果证实, 合成的CdSe 量子点具有明显的N 型表面光伏特性, 而上述n→π^* 跃迁则具有P 型表面光伏特性. 荧光光谱谱线均匀增宽以及SPV 响应峰位蓝移, 说明样品具有明显的量子尺寸效应. 结合不同pH 值下合成的CdSe 量子点的SPV 谱和表面光声谱发现, SPV 响应强度与表面光声光谱信号强度变化趋势恰好相反. 上述样品表面光伏效应表明, CdSe 量子点表面和相界面处的精细电子结构以及光生载流子的输运特性均与量子点的尺寸大小存在某种内在联系. 关键词： 硒化镉量子点 光生载流子 表面光电压谱 表面光声光谱     

CdSe:Nd纳米晶及CdSe:Nd@SiO2核壳结构的合成及发光性能

利用有机相法合成Nd³⁺掺杂CdSe纳米晶（CdSe∶Nd）,通过X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外吸收光光谱及荧光光谱表征,证明Nd³⁺已经成功掺入到CdSe的晶格中。与纯CdSe纳米晶相比,CdSe∶Nd纳米晶的结构仍为立方晶型,且形貌近似球形,均匀分散,粒径约为2~4 nm。紫外吸收峰和荧光发射峰都发生红移,而且掺杂后的CdSe∶Nd纳米晶量子产率也提高,这可能是由于掺杂Nd³⁺引入了新的杂质能级,带隙减小。为了实现CdSe∶Nd纳米晶的可加工性和功能性,通过微乳法合成SiO₂壳包覆的CdSe∶Nd纳米球（CdSe∶Nd@SiO₂纳米球）,CdSe∶Nd@SiO₂纳米球呈均匀球形,直径约为100~115 nm,并且包壳后的CdSe∶Nd@SiO₂纳米球发射峰（581 nm）与CdSe∶Nd纳米晶（598 nm）相比,发光强度提高且发射峰蓝移,蓝移约为17 nm,可能是因为SiO₂壳可以减少纳米晶表面的非辐射跃迁以及改善表面缺陷导致的。     

低温退火形成团簇CdSe棒状结构的实验分析

为了研究新型纳米结构对发光的影响,实验采用自组装的方法在低温（170℃）退火的条件下成功制备了棒状CdSe微结构阵列,并使用中心波长为365 nm的激光测量了棒状CdSe微结构阵列的荧光光谱。本文首先论述了团簇CdSe半导体材料的特性以及其荧光性质,然后通过对退火后的棒状CdSe微结构阵列的荧光测量,分析实验结果表明：棒状CdSe微结构的长度、直径和阵列间距分别为505.91 nm、205 nm和309 nm,荧光光谱出现36.16 nm蓝移。而且,按照非平衡态统计物理系统中,基于低温退火对半导体材料产生的影响,通过一维福克-普朗克方程对其形成机理进行了实验分析。这种低温退火方法为未来在新材料制备上提供了一个新的途径。     

Spectroscopic study of oscillator strength and radiative decay time of colloidal CdSe quantum dots

Characterization of samples of cadmium selenide quantum dots (CdSe) QDs dissolved in toluene colloidal solutions at a concentration of 1.4 mg/ml was carried out through UV–Vis absorption and photoluminescence (PL) spectroscopy. The size-dependent absorption and red-shifted PL emission peak wavelengths could be tuned between 510–576 and 545–606 nm respectively. Optical absorption spectral measurements yielded CdSe QDs having diameters about ~ 2.44–3.69 nm with energy gaps 2.32–2.08 eV which are higher than the bulk CdSe (1.74 eV) reminiscent of quantum confinement. This is found to be in good agreement with the semi-empirical pseudopotential model. In addition, the first excitonic absorption transition 1S_(e)1S_3/2(h) oscillator strength and the corresponding fluorescence radiative decay time of CdSe QDs are assessed using relevant Einstein relations for absorption and emission in a two-level system. The elaborated calculations would anticipate that the transition oscillator scale with the CdSe QD radius as ~ R^2.54. Correspondingly, the calculated radiative decay times decrease from 56.4 to 23.2 ns which scale with CdSe QDs radius as ~ R^?2.155 in fairly good agreement with experimental values reported in the literature.     

Photoacoustic characterization of optical and thermal properties of CdSe quantum dots

We report on the optical absorption properties of as prepared CdSe quantum dots (QDs) measured by the photoacoustic (PA) method. CdSe QDs were fabricated by the chemical solution deposition (CD) technique. With increasing growing time, the redshift of the PA spectra can be clearly observed and optical absorption in the visible region due to CdSe Q-dots is demonstrated. The average diameters of the CdSe QDs for each growth time interval is estimated using the effective mass approximation giving diameters ranging from 2.6 nm to 3.4 nm. These values are comparable to those obtained by scanning tunnelling microscope (STM). Thus, PA spectroscopy is useful to obtain the QDs sizes as grown and with no further preparation. In addition, PA measurements provide also the thermal diffusivity of samples of different sizes which in this case show an increase by at least an order of magnitude than the bulk value.     

谷胱甘肽包被的CdSe/CdS量子点的直接水相制备及其对人血淋巴细胞的标记成像

首次用谷胱甘肽(GSH)作为稳定剂,在水溶液中制备了稳定地发射绿色荧光和橙色荧光的两种 CdSe/CdS核/壳结构的纳米量子点。用紫外-可见分光光度和荧光光谱方法研究了CdSe/CdS量子点的发光特性。透射电镜(TEM)结果表明CdSe/CdS量子点近似球形,在水中分散性良好,比CdSe量子点具有更优异的发光特性,发射光谱和吸收光谱都有红移现象。将CdSe/CdS量子点与鼠抗人CD3抗体连接,制备了水溶性CdSe/CdS-CD3复合物探针,对人血淋巴细胞进行标记和成像。结果表明用该探针对人血淋巴细胞成像清晰,其荧光在30 min的连续蓝光激发下无明显衰退,而FITC荧光在20 min内基本完全猝灭。     

CdSe/ZnSe/ZnS多壳层结构量子点的制备与表征

展示了一种简捷的多壳层量子点合成路线。在含有过量Se源的CdSe体系中直接注入Zn源,"一步法"合成了CdSe/ZnSe量子点;进一步以CdSe/ZnSe为"核",表面外延生长ZnS壳层制备了核/壳/壳结构CdSe/ZnSe/ZnS量子点。相对于以往报道的多壳层结构量子点的制备方法,该方法通过减少壳层的生长步骤有效地简化了实验操作,缩短了实验周期,同时减少对原料的损耗。对量子点进行高温退火处理,能够大幅提高CdSe/ZnSe/ZnS量子点的发光量子产率。透射电镜、XRD以及光谱研究表明:所制备的量子点接近球形,核与壳层纳米晶均为闪锌矿结构,最终获得的CdSe/ZnSe/ZnS量子点的光致发光量子产率达到53％。为了实现量子点的表面生物功能化,通过巯基酸进行了表面配体交换修饰,使量子点表面具有水溶性的羧基功能团,并且能够维持较高的光致发光量子产率。     

CdSe量子点与Cu/Zn-SOD的相互作用研究

量子点与生物大分子相互作用后表现出不同的光学性质,但作用机理尚不明确.以Cu/Zn-超氧化歧化酶(Cu/Zn-SOD)为代表,采用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了巯基乙酸修饰的CdSe量子点与金属蛋白(或酶)的相互作用.通过考察金属离子、不同稳定常数的金属络合物对量子点光学性质的影响,以及与CdSe量子点作用后,Cu...     

相变及空位缺陷对CaF2在高压下光学性质的影响

本文采用第一性原理方法, 计算了CaF2的理想晶体和含钙、氟空位点缺陷晶体在100 GPa压力范围内的光吸收谱和折射率. 吸收谱数据表明, 压力因素诱导的两个结构相变对 CaF2的吸收谱均有影响: 第一个相变将导致其吸收边蓝移, 而第二个相变却引起其吸收边红移. 钙空位点缺陷会使得CaF2的吸收边微弱蓝移, 但氟空位点缺陷却导致其吸收边有显著的红移. 然而, 这些红移的行为并未使得CaF2晶体在250-1000 nm的波段范围内出现光吸收的现象（是透明的）. 532 nm处的折射率数据显示, 在 CaF2的三个结构相区（Fm3m、Pnma、P63/mmc相区）, 其折射率均随压力增大而增加; 同时, 高压结构相变以及氟空位点缺陷也使得CaF2的折射率增大, 但钙空位点缺陷却导致其折射率减小. 数据分析表明, CaF2晶体有成为冲击窗口材料的可能, 本文所获得的信息对未来的实验研究有参考价值.     

The Influence of Surface Trapping and Dark States on the Fluorescence Emission Efficiency and Lifetime of CdSe and CdSe/ZnS Quantum Dots

To investigate the influence of surface trapping and dark states on CdSe and CdSe/ZnS quantum dots (QDs), we studied the absorption, fluorescence intensity and lifetime by using one-and two-photon excitation, respectively. Experimental results show that both one- and two-photon fluorescence emission efficiencies of the QDs enhance greatly and the lifetime increase after capping CdSe with ZnS due to the effective surface passivation. The lifetime of one-photon fluorescence of CdSe and CdSe/ZnS QDs increase with increasing emission wavelength in a supralinear way, which is attributed to the energy transfer of dark excitons. On the contrary, the lifetime of two-photon fluorescence of bare and core-shell QDs decrease with increasing emission wavelength, and this indicates that the surface trapping is the dominant decay mechanism in this case.     

水溶性量子点荧光探针用于帕珠沙星的含量测定

文章采用荧光光谱和紫外光谱研究了CdTe量子点(CdTe QDs)与广谱抗菌药物帕珠沙星的相互作用。结果表明,随着帕珠沙星浓度的增加,CdTe QDs荧光强度有规律的降低,但通过透射电镜图对QDs及加入帕珠沙星后的QDs进行比较,发现QDs仍然均一单分散,表明反应的作用机理可能是帕珠沙星促使QDs表面键合的有机分子发生变化,在Cd空位表现出的表面缺损上形成了碲氧复合物,致使荧光猝灭。因此该反应可作为一种新颖的快速检测帕珠沙星含量的方法。在一定条件下,帕珠沙星溶液的浓度与量子点荧光强度成线性关系,线性范围为10.0～850 μg·mL-1,相关系数r为0.995 4,检测限(S/N=3)为3.254×10-3 μg·mL-1。药物对量子点的猝灭常数为2.188×104 L·mol-1。应用到冻干粉针剂和氯化钠注射液中帕珠沙星的含量测定,所得结果与标示量一致。该方法较常用检测方法具有简便、快捷、灵敏、线性范围宽的优点,并有望进一步开展发药物体内显像及作用机理的研究。     

Radiative carrier recombination dependent on temperature and well width of InGaN/GaN single quantum well

Photoluminescence (PL) spectra and time-resolved PL are measured from around 10 to 300 K for the InGaN/GaN single quantum wells (SQWs) with well widths of 1.5, 2.5, 4 and 5 nm. For the SQWs with the well widths of 1.5 and 2.5 nm, the peak position of PL exhibits an S-shaped shift with increasing temperature. The radiative recombination time τ_RAD begins to increase at the temperature for the position to change from the red-shift to the blue-shift. The steep increase of τ_RAD is observed beyond the temperature from the blue-shift to the red-shift. For the SQWs with the well widths of 4 and 5 nm, the peak position of PL exhibits a monotonic red-shift. τ_RAD decreases at first and then increases with temperature. It is about 100-times longer in the low temperature region and about 10-times longer at room temperature as compared with those of the SQWs with narrower widths.