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CdSe等半导体纳米晶的合成及性质研究

作　者: 戴全钦
导　师: 邹广田；邹勃；阚世海
学　校: 吉林大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 纳米晶 吉林大学 尺寸分布 博士学位论文 单分散性 十八烯 生长动力学 吸收光谱 惰性气体保护 吸收峰
分类号: O521
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 608次
引　用: 3次
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内容摘要


半导体纳米晶具有优越的光学性质,其应用已经深入到荧光生物标记和发光二极管等多个领域。因此,半导体纳米晶的研究是目前倍受人关注的课题之一。在本论文中,我们成功地合成了CdSe、ZnSe、PbSe和SnSe等半导体纳米晶,并对这些纳米晶的性质进行了深入的研究。系统地研究了CdSe纳米晶的合成和性质:(1)在惰性气体保护下,我们在十八烯溶液中合成了尺寸可调的CdSe纳米晶,研究了配体浓度对CdSe纳米晶尺寸大小和尺寸分布的影响,并在空气的氛围下成功地合成了尺寸可调的单分散性较好的CdSe纳米晶。(2)深入地研究了在十八烯溶液中添加次级配体三辛基氧化磷(TOPO)对CdSe纳米晶的生长动力学、尺寸大小和尺寸分布的影响,观察到了一种异常的纳米晶生长动力学。(3)详细地研究了不同尺寸CdSe纳米晶的带隙随温度的变化,建立了带隙随温度变化的公式。发展了一种简单且易重复的合成魔力尺寸(magic-sized)CdSe和CdTe纳米晶的方法,讨论了魔力尺寸纳米晶的生长动力学,观察到魔力尺寸纳米晶可以发白光,从而使这些纳米晶成为下一代固体发光的潜在材料。发展了一种简单、廉价、环保和易重复的合成无毒ZnSe纳米晶的方法,从而完全避免使用昂贵且有毒的含磷(phosphine)原料。开展了IV-VI族半导体纳米晶的研究,成功地合成了尺寸可调的PbSe纳米晶,并且观察到这些纳米晶的形状随尺寸的变化;此外,我们通过改进合成方案初步得到了一些以前少见报道的SnSe和SnS纳米晶的结果。

全文目录


论文提要  4-8
第一章 绪论  8-34
  1.1 纳米材料的物理理论  9-15
    1.1.1 久保（Kubo）理论  10-11
    1.1.2 量子尺寸效应  11-12
    1.1.3 小尺寸效应  12
    1.1.4 表面效应  12-13
    1.1.5 宏观量子隧道效应  13-14
    1.1.6 库仑堵塞及量子隧穿效应  14
    1.1.7 介电限域效应  14-15
  1.2 纳米材料家族中的重要成员——半导体纳米晶  15-17
  1.3 半导体纳米晶的典型代表——CdSe纳米晶  17-25
    1.3.1 CdSe纳米晶的研究历程  17-22
    1.3.2 CdSe纳米晶的结构  22-23
    1.3.3 魔力尺寸的CdSe纳米晶  23-25
  1.4 半导体纳米晶的生长动力学  25-28
  1.5 半导体纳米晶的应用  28-32
  1.6 本论文的研究目的和意义  32-34
第二章 CdSe纳米晶在惰性气体保护下的合成、表征、和性质  34-53
  2.1 合成设备、表征仪器和原料  34-37
    2.1.1 合成设备  34-36
    2.1.2 表征仪器  36-37
    2.1.3 原料  37
  2.2 在十八烯中合成CdSe纳米晶  37-42
    2.2.1 实验过程  38
    2.2.2 样品分离  38
    2.2.3 结果和讨论  38-42
    2.2.4 小结  42
  2.3 在十八烯中添加次级配体三辛基氧化磷（TOPO）来合成CdSe纳米晶  42-53
    2.3.1 实验过程  43
    2.3.2 结果和讨论  43-52
    2.3.3 小结  52-53
第三章 在空气中合成单分散性的CdSe纳米晶  53-60
  3.1 实验过程  53
  3.2 结果和讨论  53-59
  3.3 小结  59-60
第四章 合成魔力尺寸的CdSe和CdTe纳米晶  60-70
  4.1 实验过程  60-61
    4.1.1 魔力尺寸CdSe纳米晶的合成过程  60-61
    4.1.2 魔力尺寸CdTe纳米晶的合成过程  61
  4.2 结果和讨论  61-69
  4.3 小结  69-70
第五章 CdSe纳米晶带隙随温度的变化  70-77
  5.1 实验过程  70
  5.2 结果和讨论  70-76
  5.3 小结  76-77
第六章 ZnSe纳米晶的绿色合成路线  77-85
  6.1 实验过程  77-78
  6.2 结果和讨论  78-84
  6.3 小结  84-85
第七章 PbSe和SnSe等IV—VI族半导体纳米晶的合成及表征  85-90
  7.1 PbSe和SnSe等纳米晶的合成  85-86
    7.1.1 PbSe纳米晶的合成过程  85
    7.1.2 SnSe和SnS纳米晶的合成过程  85-86
  7.2 结果和讨论  86-89
    7.2.1 PbSe纳米晶的实验结果和讨论  86-87
    7.2.2 SnSe和SnS纳米晶的实验结果和讨论  87-89
  7.3 小结  89-90
第八章 结论  90-92
参考文献  92-98
攻读博士学位期间发表的文章、申请的专利和荣获的奖项  98-101
致谢  101-102
作者简历  102-103
摘要  103-106
ABSTRACT  106-109

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 高压与高温物理学 > 高压物理学
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