1、由于量子點在生物標記、太陽能電池組件以及發(fā)光二極管等方面的應用變的越來越廣泛,對其的研究也進一步深入。然而,一些有毒有害而且在空氣中不穩(wěn)定的合成量子點的原料限制了其大規(guī)模的應用。本文中針對上述問題,做了以下工作。
　　 首先,使用了相對環(huán)保的原料與溶劑來合成核/殼量子點,其中包括使用了硬脂酸鎘取代二甲基鎘作為鎘源、SeO2取代TOPSe等原材料的等效替代,還包括了使用無毒并且被廣泛的應用于工業(yè)領域的十八叔胺取代TOPO/TOP作

2、為反應的溶劑,并且首次利用油酰油胺作為量子點合成中一種新的配體。
　　 其次利用一種新的合成方法:“連續(xù)法”來合成核/殼量子點,在140-210℃的范圍內借鑒一鍋煮的方法合成CdSe核量子點,無需“純化”的過程(大量的核量子點在“純化”的過程中損失),接著在CdSe核的前驅液中加入分別溶好的Cd、Zn或者S的前驅液,在不超過100℃的溫度下進行ZnS和CdS/ZnS殼層的包覆。制各了Ⅰ-型核/殼量子點,也就是通過在窄帶隙材料Cd

3、Se(Eg=1.74 eV)外面包覆寬帶隙材料一層ZnS(Eg=3.61 eV)或者兩層CdS(Eg=2.42 eV)/ZnS可以提高量子點的量子產率量子產率大幅度的提高,經過計算CdSe/ZnS和CdSe/CdS/ZnS核/殼量子點最高可以分別達到75％和89％,原因是由于通過帶隙的重組,使核量子點抗光氧化性和抗物理化學侵蝕性增強。
　　 再次,通過連續(xù)法制備的CdSe核量子點、CdSe/ZnS和CdSe/CdS/ZnS核/殼

4、量子點,其XRD譜顯示三者均為閃鋅礦結構,由于殼層材料ZnS和CdS相對于CdSe核具有較小的散射因子,所以核/殼量子點三強峰(即在(111)(220)和(311)三個晶面處的衍射峰)較單一核量子點向高角度移動。對HRTEM像中二維格子清晰的量子點做快速傅里葉變換后,得到了那些量子點的晶相結構,應證了CdSe核經過包覆反應前后均是閃鋅礦結構的結論。低倍的HRTEM照片可以清晰的看出,合成出的CdSe/ZnS和CdSe/CdS/ZnS核/

5、殼量子點具有良好的分散性,同時得到的EDS能譜可以直接計算出核CdSe與ZnS層和CdS/ZnS層的摩爾比。通過時效處理15-30天觀察核/殼量子點穩(wěn)定性也比單一量子點提高了很多。
　　 最后,研究發(fā)現,對量子點合成的精確控制可以通過控制兩個動力學因素實現。量子點的尺寸的精確可控是通過調節(jié)合成的溫度,當溫度在140-210℃變化時,量子點的尺寸從1.9 nm變化到5.6 nm,發(fā)射峰從502 nm到620 nm。經過分析得知,這

6、是由于溫度控制了分子和離子的擴散速度,使得分子與離子在量子點表面的吸附與反應的過程受到挾制所致。另外,通過對添加從1-5 mL不同量的油酸進行對比實驗,發(fā)現油酸作為量子點的配位體與有機包覆劑,不僅起到防止團聚的作用,其通過對溶液酸堿度的調節(jié)和自身濃度對擴散的影響對于量子點的熒光量子產率起著至關重要的作用。
　　 文中不僅提出一種新的方法來獲得高熒光效率的核/殼量子點,而且將量子點對于應用在敏化二氧化鈦太陽電池方面做了進一步的探索

7、。實驗中,利用甲苯做溶劑,將CdSe/ZnS核殼量子點外層包覆了一層TiO2,用于連接量子點與二氧化鈦基體,取代了巰基丙酸(MPA)和巰丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)等有機中間體。經過表征,二氧化鈦以無定形相包覆在典型的立方相CdSe/ZnS核/殼量子點可以直接連接管線或者多孔結構的二氧化鈦太陽能電池。通過優(yōu)化實驗條件,最終發(fā)現包覆二氧化鈦的溫度在60℃左右最佳,而鈦酸丁酯與CdSe/ZnS核/殼量子的摩爾質量比在1∶1時能夠對最終的量