PbS和PbSe量子点的可控合成与性质表征

论文摘要

半导体材料的电子动能较低,有较长的德布罗意波长,其纳米材料在电子,光学,生物领域等方面有重要的应用。其中Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米材料具有特殊的光学非线性、荧光特性等重要的物理化学性质,在许多领域有着主要的应用前景。PbS和PbSe纳米晶因具有很高的光敏性吸收和近红外发射,且带隙可通过控制粒子的尺寸与形状调控等特点受到了广泛的重视。现有的PbS和PbSe纳米晶的合成方法往往存在着收率较低反应复杂、使用试剂毒性较大等缺点。本论文研究了用溶液热注射法合成PbS和PbSe纳米晶的新方法,通过调节反应物物料配比、反应温度和反应时间等影响因素得到了形状和尺寸可控的纳米粒子,并研究了所得纳米粒子的近红外吸收与电荷传输等性质。主要工作如下：1.采用溶液热注射法合成了不同粒径大小和不同表面活性剂修饰的PbS量子点,考察了实验条件对量子点形貌的影响,并研究了其近红外光学和电学性质。2.我们提出了一种新的合成PbSe量子点的方法,制备出了球形和立方体性的PbSe纳米晶体,并研究了其近红外光学性质。我们还得到了金属-半导体Pb-PbSe的异质结构的纳米材料和中空结构的PbSe纳米晶体。3.我们改进了CdSe荧光量子点的合成方法,并研究了其紫外吸收和荧光性质。4.我们在前人在基础上合成了水相和油相的金纳米粒子,并对其光学性质做了表征,在此基础上,我们发展了一种新的油相金纳米粒子的合成方法——异相合成法,这种新方法下得到的金纳米粒子相对于文献中的方法更为简单。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 纳米材料的概述
• 1.3 纳米粒子成核和增长机理
• 1.3.1 奥斯特瓦尔德熟化
• 1.3.2 定向附着生长
• 1.4 半导体纳米材料的简介
• 1.4.1 异质结构的纳米材料
• 1.4.2 中空结构的纳米材料
• 1.5 常见纳米粒子的合成
• 1.5.1 PbS纳米粒子的合成
• 1.5.2 PbSe纳米粒子的合成
• 1.5.3 CdSe纳米粒子的合成
• 1.5.4 Au纳米粒子的合成
• 1.6 本论文选题思路和研究目的
• 参考文献
• 第二章 PbS纳米粒子的制备与应用
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料及设备
• 2.2.2 油酸作为配体的PbS纳米粒子的合成
• 2.2.3 油胺作为配体的PbS纳米粒子的合成
• 2.3 实验结果与讨论
• 2.3.1 油酸修饰的PbS纳米粒子的表征
• 2.3.2 油胺修饰的PbS纳米粒子的表征
• 2.3.3 PbS纳米粒子的FET
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 球形和立方体形PbSe纳米晶体的可控合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料及设备
• 3.2.2 球形和立方体形PbSe纳米晶的制备及纯化
• 3.2.3 金属-半导体Pb-PbSe纳米异质结材料的制备
• 3.2.4 中空结构PbSe纳米晶的制备
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 球形PbSe纳米晶体性质表征
• 3.3.2 立方体PbSe纳米晶体性质表征
• 3.3.3 不同配体修饰的PbSe纳米晶性质表征
• 3.3.4 Pb-PbSe异质结构纳米晶性质表征
• 3.3.5 中空结构PbSe纳米粒子的性质表征
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 不同形貌的CdSe荧光量子点的合成与表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料及设备
• 4.2.2 TOP修饰的CdSe量子点的合成
• 4.2.3 油胺修饰的CdSe量子点的合成
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 TOP修饰的CdSe量子点性质表征
• 4.3.2 油胺修饰的CdSe量子点性质表征
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 金纳米粒子的异相法制备
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验原料及设备
• 5.2.2 金纳米粒子的制备
• 5.3 实验结果与讨论
• 5.3.1 水相金纳米粒子的表征
• 5.3.2 油相金纳米粒子表征
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 附录 实验测试技术和仪器介绍
• 参考文献
• 硕士期间已发表和待发表的工作
• 致谢