半导体量子点的合成、表征及其应用的研究

论文摘要

近年来,由于量子尺寸效应和表面效应,半导体量子点已成为人们研究的热点。量子点是一种由Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族元素组的纳米颗粒,它具有尺寸依赖的电学和光学性能,在发光二极管,非性光学,太阳能电池,生命科学等领域有广泛的应用。本文在水溶液中合成了高质量的半导体量子点,研究了以量子点作为单独的发光层的电致发光器件,还讨论了量子点与牛血清白蛋白的偶联作用,其结果简单摘要如下:我们以巯基乙酸为稳定剂,在水相中合成了系列水溶性的CdSe量子点,也同样用类似的方法合成了核壳结构的CdSe/CdS纳米晶体。这种方法简单、易操作,其合成的纳米晶具有良好的发光特性。我们通过XPS、XRD、TEM对CdSe/CdS的粒径尺寸、表面组分情况、晶体结构进行分析,通过紫外吸收光谱仪和荧光光谱仪对了量子点进行了发光特性的分析.我们通过加入一层量子点发光层制备了具有三层的聚合物-量子点发光器件,讨论了纳米晶在光致发光和电致发光特性,发现了电致发光特性随着量子点层的厚度的不同而改变。最后我们研究了牛血清白蛋白与量子点的发光特性,最终证明了CdSe量子点与牛血清白蛋白的偶联作用。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1 半导体纳米晶
• 1.2 半导体纳米晶的特性
• 1.2.1 量子尺寸效应
• 1.2.2 表面效应
• 1.2.3 小尺寸效应
• 1.2.4 介电限域效应
• 1.2.5 量子隧穿
• 1.3 半导体纳米晶的制备方法
• 1.4 核壳结构的半导体纳米晶
• 1.5 半导体纳米晶的发光原理和发光特性
• 1.5.1 半导体纳米晶的光致发光原理
• 1.5.2 半导体纳米晶的发光特性
• 1.6 半导体纳米晶的应用进展
• 1.6.1 半导体纳米晶在电致发光器件中的应用
• 1.6.2 半导体纳米晶在生物标记研究中的应用
• 1.7 本论文的研究意义和主要内容
• 2. CdSe纳米晶在水相中的合成、表征和发光特性的研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验仪器和试剂
• 2.1.2 制备过程
• 2.2 CdSe纳米晶的结构表征
• 2.2.1 X射线光电子能谱（XPS）分析
• 2.2.2 X射线粉末衍射（XRD）分析
• 2.2.3 透射电子显微镜（TEM）分析
• 2.3 水相中制备的CdSe纳米晶的光致发光特性研究
• 2.3.1 不同回流时间对CdSe纳米晶制备的影响
• 2.3.2 不同回流时间对CdSe纳米晶发射峰半高宽影响
• 2.3.4 不同量稳定剂对CdSe纳米晶制备的影响
• 2.3.5 不同pH值对CdSe纳米晶制备的影响
• 2.3.6 陈置时间对CdSe纳米晶的影响
• 2.4 本章小结
• 3. CdSe/CdS核壳纳米晶的制备、表征和发光特性的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验试剂和仪器
• 3.1.2 制备过程
• 3.2 CdSe/CdS形貌表征
• 3.2.1 X射线光电子能谱（XPS）分析
• 3.2.2 X射线粉末衍射（XRD）分析
• 3.3 CdSe/CdS纳米晶的发光特性研究
• 3.3.1 CdSe纳米晶与CdSe/CdS核壳纳米晶比较
• 3.3.2 反应加入物不同对制备CdSe/CdS核壳纳米晶影响
• 3.3.3 CdSe/CdS核壳纳米晶的稳定性
• 3.4 本章小结
• 4. 量子点发光器件的电致发光特性
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 ITO基片的清洗和处理
• 4.1.2 PVK聚合物薄膜的制备
• 4.1.3 量子点薄膜的制备
• 4.1.4 有机层和金属电极的蒸镀
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 CdSe量子点/有机复合发光器件的性质
• 4.2.2 CdSe/CdS量子点/有机复合发光器件的性质
• 4.3 本章小结
• 5. CdSe纳米晶标记牛血清白蛋白
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 实验试剂和仪器
• 5.1.2 实验过程
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 CdSe纳米晶和牛血清白蛋白的光谱分析
• 5.2.2 CdSe纳米晶标记牛血清白蛋白后的光谱分析
• 5.2.3 牛血清白蛋白的不同加入量对光谱影响
• 5.3 本章小结
• 6. 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集