关键词:
多元纳米晶
水相合成
水合肼
离子交换反应
光学特性
摘要:
多元纳米晶是指由两种以上元素组成的纳米晶。由于不同组分间的相互作用,多元纳米晶往往可以获得二元纳米晶难以实现的特殊性质。对多元纳米晶的组分进行调控,可以实现更为丰富的光电性能调控。本文针对多元纳米晶在水溶液中的合成和光学特性调控开展了以下研究:\n 通过降低成核温度及纳米晶合成浓度、提高配体比例及Cd/Te单体比例、采用适当pH值等办法有效降低了成核后纳米晶的生长速率,提高了纳米晶表面配体密度,从而制备出具有量子点效率较高的蓝色荧光CdTe纳米晶。该工作首次将CdTe纳米晶的发光范围拓展到蓝色光区,有望作为三基色之一用于纳米晶发光器件等领域。\n 以CdTe纳米晶为初始材料,利用纳米晶在水合肼中的可控氧化反应,获得了Te@CdTe核壳纳米棒。以该纳米棒为模板,利用Au前驱体在纳米棒表面的取代和还原反应,制备出Au修饰的Te@CdTe异质结构纳米棒。通过调节Au前驱体加入量及配体含量可以控制纳米棒表面Au的修饰密度及尺寸。利用元素分析及晶型分析揭示了Au在纳米棒表面沿着取代反应所形成的锚点进行生长的机理。该工作提出的方法具有普适性,可以扩展到其它金属修饰的纳米棒体系,为光催化领域提供了可用材料。\n 提出了一种对ZnSe纳米晶进行室温掺杂的新方法。该法利用水合肼促进杂质离子与纳米晶阳离子的交换反应,直接向ZnSe纳米晶肼溶液加入杂质离子即可实现掺杂。通过控制杂质含量能够调制纳米晶的发光特性。实验结果表明采用水合肼溶液环境、配体适度修饰的纳米晶以及具有快速扩散性能的杂质离子是实现室温掺杂的关键因素。该方法广泛适用于多种杂质离子的掺杂,为预先制备的水溶性纳米晶的光学性能调控开辟了新途径。\n 以水溶性ZnSe纳米晶为初始材料,利用连续离子交换反应合成了Ag+和Cu+掺杂的ZnCdSe三元合金纳米晶。Ag+或Cu+作为两次离子交换反应中的过渡离子与Zn2+和Cd2+都具有较快的离子交换速率,解决了Zn2+和Cd2+离子难以直接置换的问题。所制备的三元纳米晶具有量子效率高、稳定性强、光谱可调范围宽等优点。这种制备三元纳米晶的方法能够在不改变纳米晶尺寸前提下通过改变纳米晶化学组成调制光学性能,对纳米晶在超晶格、光子晶体等领域内的光学调控具有重要意义。