硒銦銀鋅四元量子點(diǎn)的制備及光學(xué)性能研究.pdf

1、量子點(diǎn)由于其光譜可調(diào)諧，發(fā)光效率高，是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型功能材料，在發(fā)光器件、光催化、生物成像、光伏電池、傳感器以及激光等領(lǐng)域中均有著非常廣泛的應(yīng)用。目前通常采用的調(diào)節(jié)發(fā)射光譜范圍的手段有改變量子點(diǎn)顆粒尺寸，改變組分等方法。本文采用熱注入法制備了不同粒徑的ZnAgInSe量子點(diǎn)及不同Zn/Ag前驅(qū)物配比的ZnxAgInSe量子點(diǎn)，同時(shí)合成了包覆ZnSe殼層的ZnAgInSe/ZnSe量子點(diǎn)。通過(guò)熒光衰減壽命、變溫PL的測(cè)試分析了其

2、內(nèi)部發(fā)光機(jī)制。具體內(nèi)容如下：
　　通過(guò)熱注入法制備了不同顆粒尺寸的ZnAgInSe量子點(diǎn)。受量子尺寸效應(yīng)的影響，隨著顆粒尺寸的增加發(fā)光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)且光譜發(fā)生紅移。通過(guò)進(jìn)一步測(cè)試熒光衰減壽命來(lái)研究其內(nèi)部的發(fā)光機(jī)制，主要是由導(dǎo)帶到內(nèi)部能級(jí)的復(fù)合，表面相關(guān)的復(fù)合以及施主-受主對(duì)復(fù)合三個(gè)過(guò)程共同作用的結(jié)果，且施主-受主對(duì)的復(fù)合占主要部分。同時(shí)，對(duì)不同顆粒尺寸的 ZnAgInSe量子點(diǎn)測(cè)試了變溫 PL光譜，并研究了變溫光譜的發(fā)射峰位置，發(fā)射

3、峰強(qiáng)度以及半高寬與溫度之間的變化關(guān)系。可以發(fā)現(xiàn)峰強(qiáng)度隨著溫度的升高而減弱，這可能是由于熱激活非輻射復(fù)合機(jī)制引起的。ZnAgInSe量子點(diǎn)變溫發(fā)射光譜的展寬可能是激子-聲子的耦合導(dǎo)致的，黃昆因子隨著顆粒尺寸的增加而增大，表明了激子-聲子耦合作用增強(qiáng)。
　　通過(guò)熱注入法制備了不同組分的ZnxAgInSe(x=0.3,0.5,1)量子點(diǎn)，通過(guò)改變Zn/Ag配比成功的調(diào)節(jié)了量子點(diǎn)的發(fā)光峰范圍。可以發(fā)現(xiàn)，隨著Zn/Ag配比的增加發(fā)射光譜發(fā)生

4、了明顯的藍(lán)移，同時(shí)發(fā)光強(qiáng)度也相應(yīng)的增強(qiáng)，表明量子點(diǎn)中Zn空位(VZn)和Ag空位(VAg)的數(shù)量發(fā)生了變化，Zn組分的增加引起了VAg的降低，而VZn相應(yīng)的增加。進(jìn)一步測(cè)試了ZnxAgInSe量子點(diǎn)的變溫PL譜，并研究了發(fā)射峰位置，半高寬，峰強(qiáng)度隨溫度的變化關(guān)系。隨著Zn/Ag配比的增加黃昆因子S逐漸降低，可能是由于晶格結(jié)構(gòu)的熱膨脹引起了帶隙能量的變化。ZnxAgInSe量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)制可以描述為以下三個(gè)過(guò)程：導(dǎo)帶到內(nèi)部能級(jí)的復(fù)合，表面

5、相關(guān)的復(fù)合以及施主-受主對(duì)復(fù)合，其中施主-受主對(duì)復(fù)合占主導(dǎo)地位。同時(shí)，進(jìn)一步將ZnxAgInSe(x=1)量子點(diǎn)應(yīng)用在了溫度傳感器中。
　　通過(guò)熱注入法制備了包覆不同ZnSe層數(shù)的ZnAgInSe/ZnSe量子點(diǎn)。隨著ZnSe殼層數(shù)量的增加，發(fā)光峰位發(fā)生藍(lán)移，且發(fā)光強(qiáng)度也逐漸增強(qiáng)。ZnAgInSe/ZnSe核/殼量子點(diǎn)的發(fā)光機(jī)制主要是由于導(dǎo)帶到內(nèi)部定域能級(jí)的復(fù)合、表面相關(guān)的復(fù)合以及施主-受主對(duì)復(fù)合，其中以施主-受主對(duì)的復(fù)合為主。通