（应用化学专业论文）CdTe纳米晶的合成与可逆相转移研究.pdf

学位论文数据集 中图分类号 0 6 4 9 学科分类号 5 1 0 3 0 2 0 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 0 7 0 7 3 0 密级否 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名蒋红彬 学号 2 0 0 4 0 0 0 73 0 获学位专业名称应用化学获学位专业代码 0 8 17 0 4 课题来源国家自然科学基金研究方向 应用电化学 论文题目c d t e 纳米晶的合成及可逆相转移研究 关键词c d t e ，表面修饰，相转移 论文答辩日期 2 0 0 7 6 7 论文类型基础研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师贾建光副教授北京化工大学 物理化学 中国科学院化学研 评阅人l林原 研究员物理化学 究所 中国科学院化学研 评阅人2 张敬波副研究员物理化学 究所 评阅人3 评阅人4 评阅人5 中国科学院化学研 撇员蝴林原研究员物理化学 究所 中国科学院化学 答辩委员1 张敬波 副研究员物理化学 研究所 答辩委员2郝海军副教授北京化工大学有机化学 答辩委员3 答辩委员4 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询。 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t13 7 4 5 - 9 ) ( ( 学科分类与代码中 查询 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 脚2舢4 删0m 1舢8 脚1胛y c d t e 纳米晶的合成与可逆相转移研究 摘要 c d t e 纳晶由于具有较小的禁带宽度、独特的量子尺寸效应及荧 光发光性能，成为半导体纳米材料的一个研究热点。如今，水溶液 与金属有机合成方法是制备c d t e 纳晶的主要方法，但所制备的c d t e 纳晶只能分散在相应的溶剂中，限制了其在相关领域的应用。解决 上述问题的方法之一就是通过表面修饰，改变纳晶表面基团的极性， 使c d t e 纳晶可分散在不同的介质中。 本论文采用巯基乙酸作为稳定剂，首先制备了不同颗粒尺寸大 小的水溶性c d t e 纳晶颗粒，进而以十六烷基胺为表面修饰分子，通 过利用十六烷基胺与c d t e 表面的相互作用，改变c d t e 纳晶颗粒的 表面环境，实现了c d t e 纳晶颗粒从水相向有机相的转移：在此基础 上，通过调节水溶液中的p h 值，将c d t e 纳晶颗粒重新转移至水溶 液中。 研究了十六烷基胺的浓度、溶液的p h 值、c d t e 纳晶颗粒尺寸 对相转移的影响。发现十六胺浓度增大，相转移率增大；溶液p h 值 增加，发生相转移所需十六烷基胺浓度增大；c d t e 颗粒尺寸增大， 相转移率降低。 x r d 测试表明，水溶液合成的c d t e 为闪锌矿结构，立方晶系。 可逆相转移前后c d t e 纳米晶的晶型未发生变化。 吸收光谱与荧光光谱表明，c d t e 纳米晶表现出良好的量子尺寸 北京化t 大学硕士学位论文 效应。随着颗粒尺寸的增大，荧光量子效率逐渐增大。可逆相转移 前后c d t e 的激子峰未发生明显变化，均显示出明显的量子尺寸效 应。计算表明，氯仿相中的c d t e 纳米晶的量子效率较水溶液中的稍 有提高。 f t i r 测试表明，巯基乙酸成功修饰于c d t e 纳米晶表面，以羧 酸盐形式存在。十六烷基胺在c d t e 表面的修饰是以c o o n h 3 + 路易 斯酸碱对的形式静电吸引而完成的。 关键词：c d t e 纳晶，表面修饰，相转移 i l 英文摘要 s y n t h r s i s0 fc d t bn a n o c r y s t a l sa n di t s r e v e r s i b l ep h a s et r a n s f e r a b s t r a c t c d t en a n o c r y s t a l sh a v ea t t r a c t e dm u c ha t t e n t i o nd u et ot h e i r n a r r o wb a n dg a p ，q u a n t u ms i z ee f f e c ta n ds p e c i a lp h o t o l u m i n e s c e n c e ( p l ) p r o p e r t i e s av a r i e t yo fm e t h o d s ，i n c l u d i n gb o t ha q u e o u sa n d m e t a l l i c o r g a n i cr o u t e ，h a v eb e e nd e v e l o p e dt oo b t a i nc d t en a n o c r y s t a l s w i t hc o n t r o l l e dp a r t i c l es i z ea n ds h a p e i nm o s tc a s e s ，h o w e v e r , t h e r e s u l t e dc d t ec a no n l yb ed i s p e r s e di nt h ec o r r e s p o n d i n gm e d i a b e i n g u s e di nt h es y n t h e s i sp r o c e s s ，a n dt h u sl i m i t e di t sf u r t h e ra p p l i c a t i o ni n d i f f e r e n tf i e l d s ap o s s i b l ew a yt os o l v et h i sp r o b l e mi st oa d j u s tt h e h y d r o p h i l i c i t yo ft h ec d t en a n o c r y s t a l sv i aas u r f a c em o d i f i c a t i o n i nt h i st h e s i s ，c d t en a n o c r y s t a l sw e r ep r e p a r e di na q u e o u ss o l u t i o n i nt h ep r e s e n c eo fm e r c a p t o a c e t i ca c i d t h ep a r t i c l es i z eo fc d t e n a n o c r y s t a l sw a sc o n t r o l l e db ya d ju s t i n gt h er e f l u xt i m ew h e r ec d t e n a n o p a r t i c l ei sg r o w i n g p h a s et r a n s f e ro fc d t en a n o c r y s t a lf r o mw a t e r t oc h l o r o f o r mw a sp r o c e e d e db y u s i n gh e x a d e c y l a m i n e ( h o a ) i n t e r e s t i n g l y , i ti sf o u n dt h a tt h ec d t en a n o c r y s t a l sc a nb et r a n s f e r r e d b a c kt ow a t e rw h e nt h ep ho ft h ea q u e o u ss o l u t i o nw a si n c r e a s e d ， i n d i c a t i n gac o m p l e t e dr e v e r s i b l ep h a s et r a n s f e rp r o c e s si no u rc a s e i i i d e t a i li n v e s t i g a t i o ns h o w st h a tb o t ht h ec o n c e n t r a t i o no f h d aa n d s o l u t i o np ha r ei m p o r t a n tf a c t o rt oa f f e c tt h et r a n s f e rr a t e o fc d t e n a n o c r y s t a l sf r o mw a t e r t oc h l o r o f o r m h i g h e rh d a a m o u n ta n dl o w e r s o l u t i o np hw a sf o u n dt ob e n e f i tt h et r a n s f e ro fc d t en a n o c r y s t a l s 丘o mw a t e rt oc h l o r o f o r m o nt h eo t h e rh a n d ，t h ea m o u n to fh d a r e q u i r e dt oi n i t i a t et h ep h a s et r a n s f e rw a sf o u n d t os t r o n g l yd e p e n do n t h ep a r t i c l es i z eo fc d t en a n o c r y s t a l ，w h i l em o r eh d a i sn e e d e df o r 目录 目录 第一章绪论1 1 1 纳米材料1 1 2 半导体纳米粒子( 量子点) 。l 1 2 1 量子尺寸效应。l 1 2 2 量子限域效应。3 1 2 3 表面效应。3 1 3 半导体纳米粒子的合成方法4 1 3 1 有机金属法4 1 3 2 有机“绿色化学”法5 1 3 3 水溶液合成法。6 1 4 纳米粒子的相转移及应用。7 1 4 1 形成配位化合键7 1 4 2 直接配体交换8 1 4 3 静电吸弓i 8 1 5 课题的提出和研究内容10 第二章c d t e 纳米晶的合成及表征11 2 1 弓 言11 2 2 实验部分11 2 2 1 实验药品11 2 2 2 碲氢化钾的合成1 2 v 2 2 3c d t e 纳米晶的合成”1 2 2 2 4c d t e 纳米晶的表征“1 3 2 2 4 1 紫外一可见吸收测试13 2 2 4 2 荧光发射光谱的测定1 3 2 2 4 3x 射线粉末衍射( x r d ) 1 4 2 2 4 4 高分辨透射电镜( h r t e m ) 1 4 2 2 4 5 傅立叶红外光谱( f t i r ) 。1 4 目录 3 3 1c d t e 纳米晶从水相向氯仿相转移2 4 3 3 1 1 十六烷基胺浓度影响2 4 3 3 1 2 p h 值的影响2 6 3 3 1 3 颗粒尺寸的影响。2 6 3 3 2c d t e 纳米晶从氯仿相转移回水相2 8 3 3 3 相转移前后c d t e 纳米晶的表征。2 9 3 3 3 1 x r d 。2 9 3 3 3 2 吸收光谱与荧光光谱2 9 3 3 3 3 f t i r 3 4 3 4 本章小结3 6 第四章结论37 参考文献38 致谢4 3 研究成果及发表论文4 4 作者及导师简介4 5 v h 北京化t 大学硕上学位论文 c o n t e n t s c h a p t e r1g e n e r a li n t r o d u c t i o n 1 1 1 n a n o m a t e r i a l s 1 1 2s e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s ( q u a n t u md o t s ) 1 1 2 1q u a n t u ms i z ee f f e c t 1 1 2 2 q u a n t u mc o n f i n e m e n te f f e c t 3 1 2 3s u r f a c ee f f e c t 3 1 3 s y n t h e s i sm e t h o d so fs e m i c o n d u c t o rn a n o c r y s t a l s 4 1 3 1 o r g a n o m e t a l l i cr o u t e 4 1 3 2 o r g a n i cg r e e nc h e m i s t r yr o u t e 5 1 3 3 a q u e o u s r o u t e 6 1 4p h a s et r a n s f e ro fn a n o c r y s t a l sa n di t sa p p l i c a t i o n s 7 1 4 1c o o r d i n a t i o nb o n df o r m a t i o n 7 1 4 2d i r e c tl i g a n d e x c h a n g e 8 1 4 3e l e c t r o s t a t i ci n t e r a c t i o n 8 1 5r e s e a r c hi d e aa n dc o n t e n to f t h ep r o j e c t 10 c h a p t e r 2 p r e p a r a t i o n a n dt h ec h a r a c t e r i z a t i o no fc d t e n a n o c r y s t a l s 11 2 1i n t r o d u c t i o n 11 2 2 e x p e r i m e n t a l 11 2 2 1 e x p e r i m e n tr e a g e n t s 1 1 v i i i 目录 2 2 2s y n t h e s i so fk h t c 12 2 2 3 s y n t h e s i so fc d t en a n o c r y s t a l s 12 2 2 4c h a r a c t e r i z a t i o n so fc d t en a n o c r y s t a l s 13 2 2 4 1u v - v i ss p e c t r a 13 2 2 4 2p l s p e c t r a 13 2 2 4 3 x r a yd i f f r a c t i o n ( x r d ) 14 2 2 4 4 h i 曲r e s o l u t i o nt r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y ( h r t e m ) 。14 2 2 4 5f o u r i e rt r a n s f o r mi n f r a r e d ( f t i r ) 14 2 3 r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n s 14 2 3 1 u v - v i s 14 瘦 2 3 2p ls p e c t r a 15 2 3 3h r t e m 。l9 2 3 4 ) ( r d 19 2 3 5 f t i r 2 0 2 4 c o n c l u s i o n s 2 2 c h a p t e r3 r e v e r s i b l ep h a s et r a n s f e ro fc d t e n a n o c r y s t a l s 2 3 3 1i n t r o d u c t i o n 2 3 3 2 e x p e r i m e n t a l 2 3 3 2 1c h e m i c a lr e a g e n t sa n d e q u i p m e n t 2 4 3 2 2p h a s et r a n s f e ro fc d t e n a n o c r y s t a l sf r o ma q u e o u st oo r g a n i cp h a s e 2 4 3 2 3p h a s et r a n s f e ro fc d t en a n o c r y s t a l sf r o mo r g a n i ct oa q u e o u s p h a s e 2 4 3 2 4 a n s l y s i s 2 4 北京化工大学硕上学位论文 3 3 r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n s 2 4 3 3 1p h a s et r a n s f e ro fc d t en a n o c r y s t a l sf r o ma q u e o u st oo r g a n i cp h a s e 2 4 3 3 1 1e f r e c to fh d ac o n c e n t r a t i o n 。2 4 3 3 1 2 e f f e c to fp h 2 6 3 3 1 3p a r t i c l es i z ee f f e c to fc d t en a n o c r y s t a l s 2 6 3 3 2p h a s et r a n s f e ro fc d t en a n o c r y s t a l sf r o mo r g a n i ct oa q u e o u s p h a s e 2 8 3 3 3c h a r a c t e r i z a t i o no fc d t e n a n o c r y s t a l sb e f o r ea n da f t e rp h a s et r a n s f e r 2 9 3 3 3 1 x r d 。3 4 3 3 3 2u v - v i sa n dp ls p e c t r a 2 9 3 3 3 3 f t i r 。2 9 3 4c o n c l u s i o n s 3 6 c h a p t e r4 c o n c l u s i o n s 3 7 r e f e r e n e e s 38 a c k n o w l e d g e m e n t 4 3 p u b l i c a t i o n 4 4 r e s u m eo fa u t h o ra n dt u t o r 4 5 x 第一章绪论 ； ； ； 曼 1 儆纳米材料： ” 第一章 ； i 量 绪论，一一 一：。 ，。 1 j ? ，77 ，| 卜- ，。| ， 一 j ? 一 ，产。、j ，7 在纳米材料发展的初期，纳米材料是指纳米颗粒和由它们构成的纳米薄膜 和固体。现在，从广义上讲，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米 尺度范围或由它们构成的材料。纳米材料最具魅力的特点表现为它们的物理、 化学牲质( 光竹屯0 。磁。热、力学、机械等性能) 与其相应体相材料具有显著 差异【l 】，因此引起了包括物理，化学，生物，电子等诸多领域的专家与学者的 兴趣，并被广泛研究，成为当今最为活跃的研究领域之一。 1 2 半导体纳米粒子( 量子点) 半导体纳米粒子，又称量子点( q u a n t u md o t s ，q d s ) ，是指在纳米尺寸范 围内的零维纳米半导体粒子。半导体纳米量子点独特的性质基于它的量子效应。 当颗粒尺寸进入纳米级别时，尺寸限域将引起量子尺寸效应、量子限域效应、 表面效应等，从而派生出纳米体系具有的与宏观体系与微观体系不同的低维物 性，展现出独特的物理化学特性。 近年来，半导体纳米粒子的研究引起了国内外研究者的广泛兴趣，其研究 内容涉及物理、化学、材料等多学科，己成为- f j 新兴的交叉学科。半导体纳 米粒子，主要是由i i v i 族元素( 如c d s e ，c d t e ，c d s ，z n s e 等) 和i i i v 族元素( 如i n p ，i n a s 等) 组成的纳米晶体，此外，他们的复合物，如c d s e c d s 2 j 、 c d s p b s 3 1 、i n a s z n s t 4 1 ，c d t e h g t e c d t e l 5 1 等，也被广泛研究与应用。 1 2 1 量子尺寸效应 当纳米晶尺寸下降到某一值时，金属费米能级面附近的电子能级由准连续 变为离散，出现半导体连续能带( 价带和导带) 变为分立的能级结构及带隙变宽 的现象，就是所谓的量子尺寸效应【6 】。量子尺寸效应最直接的体现就是半导体 材料随着颗粒尺寸的减小，吸收光谱与荧光光谱出现明显的蓝移。图1 1 1 7 1 为 c d s e 纳米晶的紫外可见吸收光谱与荧光光谱，由于纳米晶尺寸的减小，c d s e 的吸收带边明显蓝移，同时伴有多个分立的激子吸收峰的出现，其光致荧光颜 色也从红色变化到蓝绿色。如图1 2 所荆引。其他纳米晶，如i i v i 族半导体c d s ， c d t e ，以及i i i v 族半导体i n p ，i n a s 都表现出这一典型的光谱特征。 tr，)毒 北京化工大学硕士学位论文 图1 - 1 不同颗粒尺寸的c d s e 吸收 与荧光光谱 f i g u r e1 - 1t y p i c a lu v sa b s o r p t i o na n d p ls p e c t r ao fd t f f e r e a f l ys i z e dc a s en a n o c t y s t a l s 图1 2 不同颗粒尺寸的c d s e 在紫外光照射下的荧光发光颜色 f i g u r e1 - 2t h ec o l o ro fd i f f e r e n ts i z e d c d s en a n o c r y s t a l su n d e rt h eu vl a m p 由于半导体纳米粒子的这种特性仅通过改变尺寸就能达到，引起研究者的极 大兴趣。l e b r u s 基于量子点结构模型9 1 ，并i i a t 库仑屏蔽势，采用积分计算， 在强受限条件下，得出了著名的b r u s 公式f l o 】： 郴) = 也( 尺圳+ 器_ 1 8 磊e 2 棚口伽肠删咖把朋( 1 1 ) 式中，e ( r ) 为半导体纳米粒子的吸收带隙，r 为粒子粒径，= 卜l + 上】一1 为 名一伤+ 粒子的折合质量，其中l 如与m h + 分别为电子和空穴的有效质量，e 为材料的介 电常数，式中第二项为量子限域能，第三项为电子空穴对的库仑作用能，最后 一项为表面极化项( 通常比较小) 。 随后，yk a y a n 啪a f l l ，1 2 1 扩展了l e b r u s 的理论处理，采用球型界面连续模 型，引入更多参数，用变分技术对本征值进行了扩展的数值计算，在强受限区， 得剑： e ( 尺) = 最( 尺= ) + 丽壳2 t 2 一1 7 s 6 磊e 2 - 0 2 4 8 e k ( 1 - 2 ) 式中，乓= 豢e 4 为有效的里德伯量。从式( 1 一1 ) ( 1 - 2 ) 中，均可明显的体现 出吸收带隙与尺寸的关系，从理论上有效的证明了量子尺寸效应。此外，只有 当r 小于特定值时，量子尺寸效应才会特别明显。一般的，对特定的半导体， 2 l，占 l o 辜o；1 9 第一章绪论 这一特定值为其激子玻尔半径( b o h re x c i t i o nr a d i u s ) a b ，当r a b 时粒子显示出 强的量子尺寸效应，而当r 接近于a b 时，量子尺寸效应就变得不明显了。 1 2 2 量子限域效应 当半导体纳米粒子的粒径r a b 时，电子的平均自由程受小粒径的限制，局 限在很小的范围，很容易与空穴形成电子空穴激子对，引起电子和空穴波函数 的重叠，从而产生激子吸收带。随着粒径的减小，重叠因子( 在某处同时发现电 子和空穴的概率) 随着颗粒减小而增大，激子带的吸收系数随着粒径下降而增 加，即出现激子增强吸收蓝移，这种现象即为量子限域效应。 对于半径为r 的球形微晶，在忽略表面效应的条件下，激子的振子强度【l 3 】： ，一 厂= 等衄i 1 2 iu ( o ) 1 2 ( 1 3 ) ，z 式中，m 为电子质量，e 为跃迁能量，u 为跃迁偶极矩。当r 2 k h t e + 砭8 4 q + l 岖t ( 2 1 ) 此外，升高温度可以加速反应的进行。在加热条件下( 3 0 左右) ，此反应 只需在一小时左右即可完成。 2 2 3c d t e 纳米晶的合成 c d t e 纳米晶的合成装置如图2 1 所示。图中表示了c d t e 纳米晶生成的两 个过程。在过程i ，实现c d t e 纳米晶的成核，而在阶段i i ，通过加热回流，实 现纳米晶的长大。具体过程如下： a 图2 - 1 水溶液合成c d t e 纳米晶装置图 f i g 2 1s c h e m a t i cp r o c e d u r ef o rt h ep r e p a r a t i o no f c d t ei na q u e o u ss o l u t i o n ( 1 ) 成核：称取2 2 8 4 m gc d c l 2 2 5 h 2 0 溶于5 0 m l 水中，搅拌下逐滴加入 0 1 6 m l 巯基乙酸，出现乳白色絮凝，用1 mn a o h 调节p h 至1 1 2 ，( p h 为5 2 3 时，絮凝开始消失，然后逐渐澄清无色) 。将溶液注入三颈a 中，通氮气除氧 2 0 m i n 。 取0 5 m l1 mk h t e 置于密闭无氧的容器b 中，逐滴加入l m l1 m 的h c i 生 1 2 第二章c d t e 纳米品的合成及表征 成h 2 t e 气体，用氮气作为载气导入剧烈搅拌的三颈瓶a 中。由于氮气的流速 直接影响成核的大小，而核的大小直接影响着纳米晶生长的速度与尺寸大小1 65 | 。 因此，实验中我们控制氮气流速6 m l m i n ，以生成尺寸较小的核，有利于生成 小颗粒的c d t e 纳米晶。 ( 2 ) 生长：待容器中无h 2 t e 气体生成后，将溶液升温至1 0 0 回流，通 过不同加热时间得到不同颗粒尺寸大小的c d t e 纳米晶溶液。 2 2 4c d t e 纳米晶的表征 2 2 4 1 紫外一可见吸收测试 通过紫外一可见吸收光谱对合成的c d t e 纳米晶的光学性质及颗粒尺寸进行 表征，紫外一可见吸收光谱仪为l a bt e e hu v 2 0 0 0 。 2 2 4 2 荧光发射光谱的测定 通过荧光发射光谱的测定，对c d t e 纳米晶的发光性能进行表征。以罗丹明6 g ( i 砺g ) 为标准，对合成出的各种颗粒尺寸大小的c d t e 纳米晶的荧光量子效率进 行计算。荧光量子效率是指荧光物质吸光后所发射的荧光的光子数与所吸收的激 发光的光子数之比值。其测量方法通常有以m g o 为标准、以溶液的散射为标准、 与已知量子效率的物质比较等方法【矧。本文采用罗丹明6 g 的乙醇溶液( 已知量 子效率为0 9 5 6 7 j ) 为标准，定量计算了c d t e 纳晶材料的量子效率。c d t e 纳晶的 量子效率可表示为【6 6 j ： 。：痧，生生萼生 ( 2 2 ) 。 a xl 。n ：dr 式中，下标r 、x 分别代表标准样品与待测样品。矽为荧光量子效率；a 为样 品在激发波长下的吸收值；i 为激发光强度：d 为样品在激发波长激发下的荧光发 射光谱的积分面积；n 为溶剂的折射率。此外，此公式只在溶液较稀时适用 ( a 0 1 ) 。为此，我们将合成所得原始溶液稀释1 0 倍后进行荧光光谱的测量，计 算量子效率。 荧光发射光谱利用日立( h i t a c h i ) f 4 5 0 0 荧光分光光度计进行测量。激发 波长：4 0 0 n m ；扫描速度：2 4 0n m m i n ；扫描范围：4 2 0 8 0 0 n m ；激发狭缝：2 5 n m ； 发射狭缝：5 n m ；p m t 电压：7 0 0 v 。测试容器为1 水l e m 的石英荧光比色皿。 北京化工大学硕士学位论文 2 2 4 3x 射线粉末衍射( x r o ) 测试仪器：m xl a b 0 2 ( m a cs c i e n c e ) 多晶衍射仪，工作靶为铜靶， 入= o 1 5 4 0 5 6 n m ；扫描范围：2 0 = 2 0 0 一7 0 0 ：扫描间隔：0 0 2 0 ；扫描速度：5 0 m i r a 加速电压：3 5 k v ；工作电流：2 0 m a 。 样品制备：将无水乙醇逐滴加入c d t e 纳米晶水溶液中，直至溶液浑浊并出 现沉淀，待c d t e 纳米晶全部沉淀后，离心得到c d t e 纳米晶固体粉末。该固体用 乙醇重复洗涤三次、干燥，研磨后得x 射线粉末衍射( x r d ) 实验样品。 2 2 4 4 高分辨透射电镜( h r t e m ) h r t e m 的测量通过j e m 3 0 1 0 透射式电子显微镜进行，加速电压：3 0 0 千伏。为 避免水溶液中过量的镉离子与巯基乙酸的影响，采用2 2 4 。3 方法所得c d t e 纳米晶 固体重新溶解至水溶液中，将溶液滴加至喷碳铜网上，自然干燥后得电镜样品， 进行透射电镜的t e m 的测定。 2 2 4 5 傅立叶红外光谱( f t i r ) 傅立叶红外光谱分析测试f l ：t n i c o l e t5 7 0 0f t i r 分光光度计完成。红外分析样 品制备是将c d t e 纳米晶的粉末l m g ( 制备方法同2 2 4 3 ) ，与1 0 0 m g k b r 均匀混合， 在红外灯下烘干，玛瑙研钵研磨后压片制样。 2 3 结果与讨论 2 3 1 吸收光谱 图2 2 为回流不同时间的c d t e 纳晶的吸收光谱谱图。从图中可以看出，随着 回流时间的延长，c d t e 纳晶的吸收带边逐渐向长波方向移动，出现明显的量子 尺寸效应。根据吸收光谱中第一个激子吸收峰的峰值，可以估算其纳米晶的颗粒 尺寸大小【6 引： d = ( 9 8 1 2 7 x l f f 7 ) 启- ( 1 7 1 4 7 x 1 0 - 3 ) 2 2 + 1 0 0 鳓一1 虬8 4 ( 2 3 ) 式中，d 为纳米晶直径( n m ) ；九为激子峰所对应的波长( 衄) 。 1 4 第二章c d t e 纳米品的合成及表征 北京化工大学硕士学位论文 图2 3 为不同颗粒尺寸大小的c d t e 纳米晶的荧光谱图。回流1 5 分钟以后，出 现较强的绿色荧光。由于c d t e 纳米晶的尺寸均比c d t e 材料的激子波尔半径要小 【6 9 1 ，属于强限制区域，应表现出明显的量子限域效应。 从图2 3 中明显看出，随着颗粒尺寸的增大，荧光谱图出现明显的红移， 显示了良好的量子尺寸效应与量子限域效应。在紫外灯照射下c d t e 纳米晶溶 液表现出较强的荧光发光性能，如图2 - 4 。 x c ，) c 一 c j 1 2 w a v e l e r 心h n m 图2 - 3 回流不同时间的c d t e 纳米晶的荧光谱图 ( a ) 1 5 m i m ( b ) 3 0 m i n ；( c ) l h ：( d ) 5 h 激发波长4 0 0 n t o f i g 2 3p ls p e c t r a so fc d t en a n o c r y s t a l sb yr e f l u x i n gd i f f e r e n tt i m e s ( a )