界面电子结构对核壳量子点/聚乙烯纳米复合绝缘电导与空间电荷特性的影响

为研究核壳量子点的界面电子结构对聚乙烯绝缘电导与空间电荷特性的影响,分别制备了CdSe@ZnS/LDPE,ZnSe@ZnS/LDPE两种核壳量子点纳米复合绝缘,研究了复合绝缘的直流电导和空间电荷的演变规律,并分析了核壳量子点的界面电子结构对电荷陷阱分布特性的影响机理.研究发现,相比于LDPE绝缘,ZnSe@ZnS/LDPE复合绝缘在高温强场条件下直流电导率可降低47.2%,空间电荷积累量降低了40.3%,且陷阱能级增大,表现出对载流子更强的捕获作用.基于密度泛函理论,计算了核壳量子点与聚乙烯绝缘的能带特征.结果表明,核壳纳米量子点的核层-壳层界面、壳层-绝缘界面的能带偏移导致导带底与价带顶发生突变,分别对电子和空穴具有限域作用,且限域效应随着量子点核层与壳层带隙差异增大而逐渐增强,从而限制高温强场下载流子迁移、抑制空间电荷积聚.

ZnSe基蓝光量子点的中间壳层结构调控及其发光性能研究

ZnSe作为一种不含重金属的宽带隙量子点(QDs),近年来在蓝光量子点及其发光二极管器件领域受到广泛关注。然而,ZnSe基核壳结构蓝光量子点的核壳界面处通常存在较大的晶格失配,易于形成缺陷态捕获载流子,从而影响其光学性能。本文通过将均质的单层ZnSeS合金层替换为具有组分渐变结构的ZnSeS合金层,合成了具有径向方向Se/S浓度渐变梯度的ZnSeS合金中间壳层的ZnSeTe/ZnSe/ZnSeS/ZnS量子点,并利用X射线衍射谱、稳态光致发光光谱、时间分辨发光光谱、透射电镜和电致发光测试等表征手段研究了不同合金中间壳层对量子点结构、形貌和光学性能的影响。结果表明,所合成的具有组分梯度ZnSeS壳层的量子点的发射波长均为深蓝色(444.5 nm),发射线宽窄(<18 nm),尺寸均一,具有闪锌矿结构,结晶度高;随着ZnSeS合金中间壳层沿量子点径向方向组分渐变平滑度的不断提高,量子点的荧光量子效率(PLQY)和色纯度等光学性质依次改善,其中通过S原子扩散形成的具有线性缓变ZnSeS壳层的量子点具有最窄的发射线宽(15.8 nm)和最高的PLQY(20.7%)。利用这种具有最优荧光性能的量子点作为发光材料制备的发光二极管器件的最大外量子效率为1.8%,最高亮度为750 cd/m^(2)。本研究提出的量子点合成方案和结构优化策略有助于促进高质量无毒蓝光ZnSe基核/壳量子点的发展。

压电椭圆柱形InAs/InP核/壳量子点中杂质态线性和非线性光学性质

在有效质量近似下,考虑压电场的影响,利用微扰法研究了闪锌矿和纤锌矿InAs/InP压电核/壳椭圆柱形量子点的一阶线性、三阶非线性以及总的光学吸收系数和折射率在不同核尺寸、杂质位置及椭圆率下的变化。结果表明:壳尺寸及杂质位置固定时,随着核尺寸的增大,吸收系数及折射率的峰值位置都出现红移现象,并且峰值强度增大;当杂质位置在径向ρ0变化时,随着ρ0的增大,吸收系数及折射率的峰值位置出现红移,伴随着峰值强度增加;随着椭圆率的增大,除杂质在量子点中心处,吸收系数和折射率的峰值位置发生明显蓝移,伴随着峰值强度出现不同程度的增加。当杂质位置在轴向z 0变化时,由于压电场和量子限域效应的综合影响,与z_(0)=-0.5 H时(H为量子点沿z轴的量子限域高度)相比,z_(0)=0,0.5 H时的吸收系数及折射率的峰值位置发生不同程度的蓝移。此外,与纤锌矿结构相比,闪锌矿结构中体系的吸收系数和折射率峰值位置整体发生较大的蓝移。

核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1se1sh激子光跃迁的受激光子回波研究

在建模和理论分析的基础上,对三脉冲飞秒激光作用下核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1se1sh激子光跃迁引起的受激光子回波效应进行了深入研究.运用有效质量近似方法求解了载流子的静态薛定谔方程,得到能量本征值和对应波函数.基于光学Bloch方程,分析了受激光子回波的参量相关性.结果显示受激光子回波信号可以通过量子点量子阱结构和尺寸的改变进行有效调节.同时,在量子尺寸限制理论的基础上讨论了结构和尺寸的变化对受激光子回波信号的具体影响.

CdTe/ZnS核壳结构半导体量子点的荧光特性研究

纳米技术研究体系中量子点是重要的研究模块之一,量子点尺寸非常小,具有独特的光物理特性。该文旨通过实验进行分析,实验过程选择99%纯度硼氢化钠、99%纯度硫酸锌、S212恒速搅拌器、TG16-WS高速离心机、0.310 mL巯基乙酸等,制备0.4565 g CdCl_(2)·2.5H_(2)O混合液,当样本溶液呈现橙色时,表明CdTe核已制备完成。实验结果显示:单脉冲能量增加时,τ_(-rise)与τ_(2)有所降低,τ_(1)数值增加,τ_(-rise)与壳层厚度呈正比关系。通过对量子点荧光特性的分析,有利于促进核壳结构量子点的制备。

纯蓝光ZnSe基核/壳结构量子点的合成与发光性能

探索了纯蓝光ZnSe基核/壳结构量子点的合成方法,研究了各种反应参数对量子点发光性能的影响,通过Te元素掺杂和尺寸调控相结合的方法使量子点发光波长红移至蓝光波段,并通过引入氟化锌对表界面缺陷进行腐蚀/钝化,从而提高了所制备量子点的发光强度。结果表明,当初始反应温度为200℃、初始反应时间为120 min时,得到的ZnSe核可以实现380 nm波长的发光,且更加适合后续的Te元素掺杂;当Te和Se的摩尔比为0.01时,所合成的ZnSe基核/壳量子点在实现442 nm波长的蓝色发光的同时,保持了15 nm的窄发光半峰全宽;当ZnF_(2)的添加量为1.5 mmol时,量子点的发光强度比不添加ZnF_(2)时提升了约3倍;量子点尺寸均一且在正辛烷中保持了高分散性,具有良好的成膜性,所制备出的量子点薄膜表面致密平滑无明显裂纹。本研究结果有助于促进高质量无毒蓝光ZnSe基核/壳量子点合成技术的发展及其在下一代显示技术中的应用。

ZnSe/ZnS核壳结构量子点的制备及光电性能

为探究ZnSe/ZnS核壳结构量子点光电性能,开展对其制备及光电性能的实验研究。在实验中所需设备包括X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计等,所需材料有括硒粉、醋酸锌、硼氢化钠、硫化亚铁等。利用所选设备和材料完成对ZnSe/ZnS核壳结构量子点的制备。在制备过程中获取样本光谱图,并用电子显微镜对其结构表面观察。通过实验研究得出,制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点具有良好的水溶性,经过分散后可以得到稳定性更强的水溶液,同时温度、时间、反应物用量等都会影响ZnS壳的厚度。以期为提升ZnSe/ZnS材料应用适应性提供参考。

CdSe/HgSe/CdSe量子点量子阱(QDQW)核壳微结构的HREM研究

随着半导体材料尺寸减至纳米量级 ,材料的电子结构经历从体材料的连续能带到类分子的准分裂能级的变化 ,其光学、电学及结构性质也发生了异于体材料的变化。我们应用胶体化学合成方法 ,制备出具有核壳结构的CdSe/HgSe/CdSe量子点量子阱 (QDQW )纳米晶 ,由于QDQW中载流子的量子限制效应 ,其光致发光谱 (PL)出现明显的蓝移现象 ,谱峰也有明显增强。应用高分辨电子显微技术 ,对CdSe/HgSe/CdSe的QDQW纳米晶和微结构进行研究。高分辨电子显微镜 (HREM)像表明 ,作为QDQW的核心 ,CdSe纳米晶结构与体材料相同 ,是纤锌矿结构 :d10 1=0 .32 9nm ,d0 0 2 =0 .35 1nm ,选区电子衍射谱的结果与与之对应 ;CdSe核外边所包裹的一层 2nm左右的HgSe壳层 ,其结构是六方结构 :d0 0 3 =0 .32 3nm ,d10 1=0 .35 2nm ,而HgSe体材料是闪锌矿结构 ,这是由于在纳米晶异质外延条件下 ,壳结构的生长受核结构的制约。基此 ,我们分析了DQDW中载流子的量子限制效应与PL谱中蓝移现象之间的关系。对于CdSe/HgSe/CdSeDQDW的核壳界面结构及缺陷分布 ,我们正作进一步的分析研究。

巯基乙酸稳定的CdSe/ZnS核壳结构量子点的制备与表征

用非均相成核原理,在水溶液中制备CdSe/ZnS核壳结构量子点,并研究合成工艺,包括前驱物的滴加方式和用量、CdSe核的水浴反应时间、CdSe与ZnS的摩尔比等因素对CdSe/ZnS核壳结构量子点荧光性能的影响。用透射电子显微镜和X射线衍射仪测试核壳结构量子点的形貌和结构。用紫外吸收光谱与荧光光谱表征CdSe/ZnS核壳结构量子点的荧光性能。结果表明:ZnS壳层在CdSe核量子点表面外延生长,形成了核壳结构;CdSe/ZnS核壳结构量子点的荧光性能明显高于单一的CdSe量子点;合成的工艺条件会显著影响CdSe/ZnS核壳结构量子点的荧光性能。

核壳结构AgInS_2@ZnS量子点的合成及荧光性能

合成了一种新型核壳结构的AgInS2@ZnS量子点并研究了其荧光性能．AgInS2@ZnS的合成包括以变性牛血清白蛋白（dBSA）为稳定剂水相法构建AgInS2核以及形成ZnS壳两部分．考察了配方和工艺条件对该量子点荧光性能的影响，并采用x射线粉末衍射（XRD）等手段对制备的纳米粒子进行了表征．结果表明，AgInS2@ZnS是一种核壳结构的纳米物质，其粒径介于5～7nm之间，荧光量子产率达35．3％．

基于核壳型量子点的生物传感器在真菌毒素检测中的应用进展

真菌毒素是真菌产生的有毒次生代谢物,其广泛存在于被污染的食物中,其中黄曲霉毒素已被认定为天然存在的剧毒致癌物。鉴于真菌毒素污染给人类健康与安全带来的风险与危害,发展低成本、快速、高效的检测方法以确保食品安全,具有重要的现实意义。已有大量研究者构建了基于单一量子点或其他荧光材料为荧光探针的生物传感器用于检测真菌毒素,并且从材料、检测方法和生物传感器等角度进行了详细的检测。然而,目前并没有系统地阐述核壳量子点构建的生物传感器在真菌毒素中的应用报道,因此,本文主要从基于核壳量子点构建的免疫电化学发光传感器、适配体免疫电化学发光传感器、免疫荧光传感器、适配体荧光传感器和试纸条传感器在真菌毒素中的应用进展进行阐述,首次系统地阐述了核壳型量子点生物传感器在真菌毒素分析检测中的研究进展,以期为同类研究提供一定的理论依据。

PAMAM树形分子模板法原位制备CdS-ZnS核-壳结构量子点

以4.5代PAMAM树形分子(64个酯端基)为模板,在树形分子空腔内原位合成了CdS-ZnS核-壳结构量子点,并对其形貌和光学性能进行了表征.HRTEM观察发现量子点分散良好,尺寸均匀,平均粒径约为2.3 nm.UV-V is光谱证明ZnS外延生长在CdS核外,EDS能谱也证明了核壳结构的生成.适当厚度的ZnS壳层可使光致发光效率提高至31%.PAMAM树形分子包在CdS-ZnS核-壳结构量子点外,构成一层有机壳,有效地限制了粒子聚集,钝化了CdS量子点表面,提高了发光效率.另外,PAMAM树形分子良好的溶解性也赋予了量子点在不同极性溶剂中良好的溶解性,提高了其稳定性.

ZnS:Eu/ZnS核/壳结构量子点自发辐射性能研究

利用水溶性前驱体材料在水性介质中制备了ZnS:Eu和ZnS:Eu/ZnS核/壳结构量子点,并利用XRD、TEM和PL对ZnS:Eu和ZnS:Eu/ZnS核/壳结构量子点的结构和发光性能进行了研究。ZnS:Eu和ZnS:Eu/ZnS量子点XRD谱显示:ZnS:Eu和ZnS:Eu/ZnS量子点具有β-ZnS结构,且随着ZnS壳层增加,ZnS:Eu/ZnS量子点的粒径增大。在波长395 nm紫外光激发下,ZnS:Eu和ZnS:Eu/ZnS量子点在波长592 nm和615 nm存在两个自发辐射,其源于Eu3+离子的5D0→7F1和5D0→7F2的跃迁。ZnS:Eu/ZnS核/壳结构量子点的自发辐射增强,且发射峰并未发生红移或蓝移,主要由于包覆ZnS层后的表面缺陷得到修饰,阻断了某些与量子点表面缺陷相关的非辐射跃迁通道,增加了发光中心浓度,减少了非辐射跃迁几率。

银锰共掺杂Zn-In-Se核壳量子点的发光性能

为了得到一种高性能的白光发光二极管用荧光材料,采用热注入法合成了一种银锰共掺杂的核/壳量子点。利用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪对样品的微观形貌、结构以及发光性能进行了测试与表征。测试结果表明:成功制备了目标量子点,所得样品呈类球形,平均粒径为(10.7±0.5)nm;该量子点能被紫外光有效激发,发射峰位于510 nm与615 nm处;与未包覆ZnSe壳层的量子点相比,核/壳量子点的发光强度与稳定性得到显著提升,并且量子产率达到了68%。核/壳结构量子点在254 nm紫外光连续辐照24 h后以及温度达到475 K时仍分别保持初始亮度的82%与50%。该量子点的优异发光性能与稳定性表明其在照明领域具有良好的应用前景。

聚酰胺胺树形分子的合成及其包覆的CdSe@CdS核壳结构量子点的性能研究

以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料,采用扩散法合成了不同端基类型不同代数的聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子,并用红外光谱进行表征;以G5.0-NH2PAMAM树形分子为模板,以二甲基亚砜为溶剂,在常温下制备了稳定的PAMAM树形分子包覆的CdSe@CdS核壳结构量子点,并用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱进行表征。结果表明,适当厚度CdS的包覆修饰可以有效提高CdSe量子点的发光性能;与单一组分的CdSe量子点相比,CdSe@CdS核壳结构量子点的相对荧光强度最大提高约123%。

CdSe/CdZnS核壳结构量子点的制备及对大肠杆菌O157的生物标记

目的制备CdSe/CdZnS核壳结构量子点并将其作为荧光探针对大肠杆菌O157进行生物标记,为建立病原微生物的量子点标记快速检测新技术提供科学依据。方法利用高温有机合成方法制备CdSe/CdZnS核壳结构量子点,采用透射电镜、荧光光谱、吸收光谱进行表征。以巯基乙酸为稳定剂将量子点转移到水相并对大肠杆菌O157进行标记,利用荧光显微镜进行表征。结果制备的CdSe/CdZnS核壳结构量子点尺寸均匀,分散性良好,粒径为5~6 nm,发光峰半峰宽为23 nm。标记量子点上的细菌在365 nm激发下发出明显红光,且形态清晰,边界分明。当菌体浓度低于3.6×106cfu/ml时对量子点荧光强度具有增效作用,随着细菌浓度增大量子点荧光强度增强。结论制备的CdSe/CdZnS核壳结构量子点可用于大肠杆菌O157的快速检测。

Ⅱ-Ⅵ族核壳结构量子点的制备及其在生物方面的应用

Ⅱ-Ⅵ族量子点由于具有强量子限域效应,表现出独特的光学特性,相对于传统荧光染料,它具有激发光谱宽且连续分布;发射光谱窄,对称性、单色性好,空间位阻小;荧光强度高;颜色多样且容易调控等优点,从而在生物领域有着诱人的应用前景。以CdSe量子点为例阐述了Ⅱ-Ⅵ族量子点的制备方法和光学特性,对量子点的表面修饰及其稳定性进行了简单介绍,并阐述了量子点在生物荧光标签方面的应用。

ZnSe/ZnS核壳结构量子点的制备与表征

采用外延生长法在低于ZnS晶体成核温度(120℃)的条件下,通过在ZnSe量子点表面生长ZnS,制备出结晶良好的ZnSe/ZnS核壳型量子点。通过X射线衍射(XRD),透射电镜分析(TEM)证实了核壳结构的生成。通过荧光光谱和紫外-可见光吸收光谱分析证实,核壳结构的形成改善了ZnSe量子点的荧光特性。通过改变反应温度、反应时间、反应物的用量等实验参数,可得到不同厚度ZnS壳层包覆的核壳型量子点。所制备的ZnSe/ZnS量子点具有良好的水溶性,可以分散形成稳定、澄清的水溶液。在紫外灯的照射下,溶液呈现明亮的蓝绿色荧光。

ZnO@GQDs核壳结构量子点的制备及性能研究

采用原位聚合法制备了以ZnO量子点为核、石墨烯量子点(GQDs)为壳的ZnO@GQDs核壳结构量子点.通过TEM和HR-TEM对量子点进行形貌和结构的分析表征.结果表明,合成的ZnO@GQDs核壳结构量子点为球形,粒径为～ 7nm,且尺寸均匀.PL光谱研究表明,新型量子点的发射峰位于369 nm,发光峰窄、强度高;相对于ZnO的本征发射峰,GQDs的引入使得ZnO@GQDs核壳量子点的荧光发射峰出现蓝移、强度变高,从而使复合量子点的荧光具有较纯的色度和较高的强度,说明GQDs的引入具有协同优化效应.该量子点有望应用于LED显示器件.

CdSe包覆层数对水溶性CdTe/CdSe(Ⅱ型)核壳量子点的光学特性和微观结构的影响

在水相合成的CdTe量子点的体系中通过分批次加入新鲜配制的NaHSe和CdCl2溶液,制备出了CdSe包覆层数不同的CdTe/CdSe核壳量子点,并着重考察了CdSe包覆层数对CdTe/CdSe核壳量子点的光学特性以及微观结构的影响.与CdTe量子点相比,CdSe单层包覆的CdTe/CdSe核壳量子点的吸收峰和荧光发射峰出现明显红移;随着CdSe包覆层数的增多,CdTe/CdSe核壳量子点吸收光谱的覆盖范围向长波方向扩展,荧光发射峰强度逐步下降,荧光寿命大幅延长,体现出Ⅱ型核壳量子点的特征.X射线衍射(XRD)分析表明,随着CdSe包覆层数的增多,CdTe/CdSe核壳量子点的粉末衍射峰由CdTe衍射峰位置逐步向CdSe衍射峰位置靠近.CdTe/CdSe核壳量子点因其延伸到近红外区域的宽吸收特性致使其在太阳电池领域具有重要的应用前景.