高压下CdSe纳米晶及CdSe/CdS核/壳结构纳米晶的光学特性研究

发布时间：2025-07-19 00:18

　　半导体纳米晶的光学性质在近些年来引起了相当大的关注。部分纳米晶已经成功应用在激光、荧光生物医学探针等量子器件上。CdSe纳米晶因其窄带隙和卓越的光学性质,成为广泛研究的半导体纳米晶。同时核壳结构的半导体纳米晶也是材料领域研究的主要对象。研究者发现在CdSe核表面外延生长CdS壳层可以显著提高其光致发光效率以及化学和热稳定性。由于压力可以改变纳米晶的电子和晶体结构,利用高压装置对核壳半导体纳米晶进行研究,不但发现核壳材料晶格失配产生的应力和外界压力的不同,而且为改善更优异的半导体材料提供新的思路。通过透射电镜、高压荧光光谱、高压吸收光谱、高压瞬态荧光光谱以及高压X射线衍射实验,我们系统研究了闪锌矿型CdSe纳米晶以及不同壳厚的CdSe/CdS纳米晶的形貌、结构以及光学性能在压力下的变化。我们发现闪锌矿型CdSe纳米晶的荧光强度在高压下出现了一个明显的增强,当压力到达3.5 GPa时,荧光强度开始逐渐衰减并且荧光在7.5 GPa左右完全消失。同时闪锌矿型CdSe纳米晶的光学带隙能量在压力下先增大后减小。CdSe纳米晶的结构在7.5GPa前并没有发生相变,所以我们认为这个变化与CdSe纳米晶尺...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1金纳米颗粒在6.04 GPa自组装变成准单晶结构。

同时压力也可以促进物质的自组装形成新的形貌[6]。范洪友团队发现在压力作用下,金纳米颗粒组装的变形使纳米颗粒阵列内的粒子间力重新平衡,并将纳米颗粒膜从有缺陷的非晶态组装转变为准单晶超结构(图1.1)。1.1.2高压科学发展

图1.2胶体CdS溶液的吸收和发射光谱。

胶体半导体纳米晶是由一个由几百到几千个原子组成的无机核组成,其表面被配体的有机外层包围。纳米晶的尺寸一般小于100nm。与体材料相比,纳米晶的表面能和表面张力会变大,从而使得半导体纳米晶的物理、化学等性质会发生很大的改变。近三十年来,纳米晶尺寸相关的光学特性一直是研究的热点。要....

图1.3 CdSe胶体的吸收光谱。

近三十年来,纳米晶尺寸相关的光学特性一直是研究的热点。要了解制备发光半导体纳米晶的历史,我们必须从A.Henglein在1982年发表的论文开始[7]。这篇论文除了常规讨论了胶体半导体粒子的表面化学、光降解和催化过程,同时第一次揭示了小尺寸的半导体纳米晶胶体溶液的发射和吸收光谱。....

图1.4选定的III-V和II-VI半导体的电子能级(VB:价带,CB:导带)。

由于半导体不同的带隙以及电子能级,不同的壳材料对核壳结构纳米晶有着不同的影响。图1.4给出了能用于合成纳米材料的体材料的能带排列。核壳材料大致可分为三种情况,分别为I型、反向I型和II型能带排列(图1.5)。在第一种情况中,壳材料的带隙比核材料的带隙大,电子和空穴都被束缚在核内。....

本文编号：4057670