不同波长cdse量子点的制作及400nm光照射下光谱的研究【字数：11349】
摘 要量子点是一种属于纳米级的半导体材料，量子点的尺寸在2-10 nm之间，[1] CdSe 量子点因为其显著的尺寸效应而在物理、化学、生物领域被广泛研究，[2]-[3] 量子点的制备方法与应用研究得到了很大的进展。因为量子点存在光漂白的现象，量子点的光漂白现象是指在不间断的激发照射的情况下，它的荧光会逐渐消失。[18]所以在本课题中，第一部分我们准备制备不同波长的，稳定性强的量子点，以防止量子点光漂白现象的发生。我们利用控制生长时间来制备的CdSe-core，以此控制CdSe-CdS/Zn的波长，最后利用CdSe-CdS/Zn，对CdSe-CdS/Zn进行表面修饰，最后得到水溶性量子点。第二部分，我们对自己实验室制备的CdSe-core、CdSe/CdS/Zn和水溶性量子点，进行荧光光谱的研究与分析。
目录
第一章 绪论 1
1.1 量子点的简介 1
1.2 量子点的发展历程 2
1.3 量子点的基本特性 2
1.3.1 量子点的尺寸相关性. 3
1.3.2 量子点的固液的共存性 3
1.3.3 量子点的光学特性 3
1.4 量子点的应用 4
1.4.1 量子点在生物学上的应用 4
1.4.2 量子点在显示领域上的应用 4
1.5 本次实验的主要工作与意义 5
第二章 药品与仪器 6
2.1 本次实验所需要的实验仪器 6
2.2 实验仪器的介绍 6
2.2.1 手套箱 6
2.2.2 离心机 7
2.2.3 电热磁力搅拌器 8
2.2.4 分析天平 8
2.2.5 荧光分析仪 8
2.3 课题所需的药品 9
第三章 CdSe量子点各阶段的制备过程 10
3.1 引言 10
3.2 前体的制备过程 10
3.2.1 SeTOP 的制备 10
3.2.2 Cdprecursor 的制备 11
3.2.3 Znprecursor 的制备 11
3.2.4 Cd0.5Zn0.5p *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
recursor 的制备 12
3.2.5 Sprecursor 的制备 12
3.3 CdSecore的制备过程 13
3.4 CdSeCdS/Zn的制备过程 14
3.5 水溶性 CdSe量子点的制备过程 16
第四章 CdSe量子点及在400nm光照射下光谱的研究 17
4.1 引言 17
4.2 荧光光谱分析 17
4.2.1 CdSecore与荧光照射时间的关系 17
4.2.2 CdSe壳与荧光照射时间的关系 18
4.2.3 水溶性量子点与荧光照射时间的关系 19
4.2.4 CdSecore，CdSe壳和水溶性量子点的荧光关系 20
4.3 结论 20
参考文献 22
致 谢 23
第一章 绪论
1.1量子点简介
量子点（Quantum dot）是一种纳米级别的半导体的材料[4]，尺寸一般在210 nm，尺寸非常小。现在研究量子点已经成为纳米技术方面的主题。图1.1.1是不同尺寸量子点的在紫外激发下的一系列结果，可以由图看出尺寸不同，呈现出的颜色不同，在实验的过程中通过控制生长时间，可以得到不同波长的量子点；图1.1.2是量子点的结构图，常规的量子点是核壳结构，是由内部的CdSecore被CdS和Zn等外壳包裹，通常来说核的尺寸决定了量子点的荧光波长，壳的包裹为以后量子点的表面修饰和靶向藕连提供了无限的可能，水溶性量子点是对壳的进步一修饰。
不同尺寸的量子点在紫外激发下呈现出不同的颜色，这主要是由于生长时间或者生长材料的不同。浓度高的量子点，发光强度高，保存时间长。在生物和微电子领域中的应用场景多。比如高发光效率的量子点被广泛的应用在靶向中标记生物分子，波长长的量子点可以在微电子结构中制备成一个隧穿的载体，用来制作高性能的微电子器件等。
图1.1.1 不同尺寸的量子点
图1.1.2 量子点的结构示意图
1.2量子点的发展历程
量子点从20世纪80年代被创造至如今[5]，但是它的发展的过程并非是一帆风顺的，而是充满着坎坷的。原因有几种：一是因为制备量子点的科技和制备工艺的限制，制备的尺寸大，发光色不稳定，发光的时间短。所以发展是非常的缓慢。二是，早期制备的主要的制备原料是镉，镉是对人体有着区大伤害地的一种元素，而且当时社会对于有害物质的防护是没有办法的，因此同样制约着发展，所以造成发展是非常的缓慢。综上所诉，在当时制备的成本高，制备的原材料毒性非常的大，易对人的身体造成伤害，因此制备技术暂时陷入停滞之中。
但是伴随着科技、制备工艺水平的快速提升，同时量子点的制备的工艺已经逐渐的得到简化，同时伴随着制备原材料逐渐步入到无镉时代。因此，纳米级量子点制备又进入一个新的发展黄金时期。前苏联物理学家Alexander Efros在实验中创造出了纳米级别的量子点半导体材料，同样在他之后，美国的Louis Brus同样也创造出了硫化镉颗粒，同样在紫外光的激发下，硫化镉颗粒可以发出不同颜色的光，他还发现硫化镉颗粒发出不同颜色的光取决因素是在硫化镉颗粒尺寸的大小，这次的发现是量子点的发光的颜色与尺寸有关的重要证据，在这之后对量子点的研究的方向大部分基于这种尺寸效应。在97年以后，科学家发现量子点在生物和微电子领域有着不可比拟的用处，找对了量子点的研究方向，研究进入飞速发展期，
1.3量子点基本的性质
1.3.1 量子点的尺寸相关性
量子点在不同的尺寸下，粒子之中生长的激子的大小也是不同的，而且能级可以发生不同程度的分裂，使能带宽度发生变化。如图1.3.1所示，不同尺寸的硒化镉量子点在紫外激发下发出不同颜色的光，而且它的发光的色彩是基本覆盖整个可见光范围，粒径越小，发射光的能量越大，波长越短。[8]
目录
第一章 绪论 1
1.1 量子点的简介 1
1.2 量子点的发展历程 2
1.3 量子点的基本特性 2
1.3.1 量子点的尺寸相关性. 3
1.3.2 量子点的固液的共存性 3
1.3.3 量子点的光学特性 3
1.4 量子点的应用 4
1.4.1 量子点在生物学上的应用 4
1.4.2 量子点在显示领域上的应用 4
1.5 本次实验的主要工作与意义 5
第二章 药品与仪器 6
2.1 本次实验所需要的实验仪器 6
2.2 实验仪器的介绍 6
2.2.1 手套箱 6
2.2.2 离心机 7
2.2.3 电热磁力搅拌器 8
2.2.4 分析天平 8
2.2.5 荧光分析仪 8
2.3 课题所需的药品 9
第三章 CdSe量子点各阶段的制备过程 10
3.1 引言 10
3.2 前体的制备过程 10
3.2.1 SeTOP 的制备 10
3.2.2 Cdprecursor 的制备 11
3.2.3 Znprecursor 的制备 11
3.2.4 Cd0.5Zn0.5p *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
recursor 的制备 12
3.2.5 Sprecursor 的制备 12
3.3 CdSecore的制备过程 13
3.4 CdSeCdS/Zn的制备过程 14
3.5 水溶性 CdSe量子点的制备过程 16
第四章 CdSe量子点及在400nm光照射下光谱的研究 17
4.1 引言 17
4.2 荧光光谱分析 17
4.2.1 CdSecore与荧光照射时间的关系 17
4.2.2 CdSe壳与荧光照射时间的关系 18
4.2.3 水溶性量子点与荧光照射时间的关系 19
4.2.4 CdSecore，CdSe壳和水溶性量子点的荧光关系 20
4.3 结论 20
参考文献 22
致 谢 23
第一章 绪论
1.1量子点简介
量子点（Quantum dot）是一种纳米级别的半导体的材料[4]，尺寸一般在210 nm，尺寸非常小。现在研究量子点已经成为纳米技术方面的主题。图1.1.1是不同尺寸量子点的在紫外激发下的一系列结果，可以由图看出尺寸不同，呈现出的颜色不同，在实验的过程中通过控制生长时间，可以得到不同波长的量子点；图1.1.2是量子点的结构图，常规的量子点是核壳结构，是由内部的CdSecore被CdS和Zn等外壳包裹，通常来说核的尺寸决定了量子点的荧光波长，壳的包裹为以后量子点的表面修饰和靶向藕连提供了无限的可能，水溶性量子点是对壳的进步一修饰。
不同尺寸的量子点在紫外激发下呈现出不同的颜色，这主要是由于生长时间或者生长材料的不同。浓度高的量子点，发光强度高，保存时间长。在生物和微电子领域中的应用场景多。比如高发光效率的量子点被广泛的应用在靶向中标记生物分子，波长长的量子点可以在微电子结构中制备成一个隧穿的载体，用来制作高性能的微电子器件等。
图1.1.1 不同尺寸的量子点
图1.1.2 量子点的结构示意图
1.2量子点的发展历程
量子点从20世纪80年代被创造至如今[5]，但是它的发展的过程并非是一帆风顺的，而是充满着坎坷的。原因有几种：一是因为制备量子点的科技和制备工艺的限制，制备的尺寸大，发光色不稳定，发光的时间短。所以发展是非常的缓慢。二是，早期制备的主要的制备原料是镉，镉是对人体有着区大伤害地的一种元素，而且当时社会对于有害物质的防护是没有办法的，因此同样制约着发展，所以造成发展是非常的缓慢。综上所诉，在当时制备的成本高，制备的原材料毒性非常的大，易对人的身体造成伤害，因此制备技术暂时陷入停滞之中。
但是伴随着科技、制备工艺水平的快速提升，同时量子点的制备的工艺已经逐渐的得到简化，同时伴随着制备原材料逐渐步入到无镉时代。因此，纳米级量子点制备又进入一个新的发展黄金时期。前苏联物理学家Alexander Efros在实验中创造出了纳米级别的量子点半导体材料，同样在他之后，美国的Louis Brus同样也创造出了硫化镉颗粒，同样在紫外光的激发下，硫化镉颗粒可以发出不同颜色的光，他还发现硫化镉颗粒发出不同颜色的光取决因素是在硫化镉颗粒尺寸的大小，这次的发现是量子点的发光的颜色与尺寸有关的重要证据，在这之后对量子点的研究的方向大部分基于这种尺寸效应。在97年以后，科学家发现量子点在生物和微电子领域有着不可比拟的用处，找对了量子点的研究方向，研究进入飞速发展期，
1.3量子点基本的性质
1.3.1 量子点的尺寸相关性
量子点在不同的尺寸下，粒子之中生长的激子的大小也是不同的，而且能级可以发生不同程度的分裂，使能带宽度发生变化。如图1.3.1所示，不同尺寸的硒化镉量子点在紫外激发下发出不同颜色的光，而且它的发光的色彩是基本覆盖整个可见光范围，粒径越小，发射光的能量越大，波长越短。[8]
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