论文总字数：20367字

摘 要

本文用电化学法测定不同尺寸的CdTe量子点的带隙，试图寻找出最合适的测量方法。量子点就是纳米尺寸的半导体颗粒（原子团）。选用水相法制备CdTe量子点。首先利用冰水浴法，用Te粉和NaHB₄粉末制备出NaHTe，作为CdTe量子点的还原剂，然后用水相加热法再与CdCl₂制取CdTe量子点（以MPA为稳定剂溶于水），由于量子点生长时的加热时间不同（1h, 2h, 7h, 17h），分别取四种不同浓度的CdTe量子点，共两组8份，光谱颜色分别为绿，黄，橙，红。将CdTe量子点使用吸收光谱仪测量吸收光谱，通过判断吸收峰，计算样品的光学带隙宽度。再利用电化学的循环伏安法进行测量CdTe量子点的CV曲线，分析CV曲线的氧化还原峰，以计算CdTe量子点的导带下沿与价带上沿（VB，CB），两者求差求出禁带带隙宽度。再与实验室中吸收光谱仪测出的光学带隙相比较，在过程中不断改善测量环境（电压，扫描速率，取样频率，循环次数），同时考虑制取CdTe量子点时生长时间条件的不同，比较这两组8份CdTe量子点，寻找不同尺寸CdTe量子点间光学带隙与禁带宽度的变化规律，最后研究出不同尺寸的CdTe量子点最合适的电化学测带隙法，以及各项实验条件分别对最终结果的影响。

关键词：CdTe量子点，量子点尺寸，循环伏安法，导带，价带

Abstract

In this paper, electric chemistry method CdTe quantum dots of different sizes of band gap, trying to find out the most suitable measurement method. Semiconductor quantum dot is nano-sized particles (groups). Prepared by water phase CdTe quantum dots. Ice water bath method is used first to give NaHTe with Te powder and NaHB₄ powder preparation, as reductant of CdTe quantum dots, and then water phase heating method with CdC_l2 preparing CdTe quantum dots (MPA as stabilizer soluble in water), due to the quantum dots growth when the heating time is different (1 h, 2 h, 7 h, 17 h), respectively in four different concentrations of CdTe quantum dots, two groups of eight, spectral color respectively, green, yellow, orange, red. The CdTe quantum dots absorption spectrometer is used to measure the absorption spectra, by judging absorption peak, to calculate the optical band gap width of the sample. Using electrochemical cyclic voltammetry for measurement of CdTe quantum dots CV curve, analysis of the CV curve REDOX peak, to calculate CdTe quantum dots to bring along the guide taken down along with the price of (VB, CB), both for the poor out of the forbidden band gap width. Again with lab absorption spectrometer to measure the optical band gap, in contrast, in the process of improving measurement environment (voltage, scan rate, sampling frequency, cycle number), at the same time consider making CdTe quantum dots growth conditions of different time, when comparing the two groups of 8 CdTe quantum dots, optical band gap between diffrent sizes CdTe quantum dots and the changing rule of the forbidden band width, finally developed CdTe quantum dots of different sizes the most appropriate electrochemical measurement method of band gap, and the influence of various experimental conditions respectively for the final result.

Keywords: CdTe QDs, QDs size, Cyclic voltammetry(CV), CB, VB

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言与样品制备 2

1.1引言 2

1.2量子点的性质 2

1.3 CdTe量子点的研究现状 5

1.4水相法制取CdTe量子点 6

第二章 实验设备及实验方法 10

2.1 电化学工作站 10

2.2循环伏安法与测量过程 12

第三章 带隙宽度的分析 15

3.1带隙 15

3.2参数分析 15

结论 19

致谢 20

参考文献（References） 21

第一章 引言与样品制备

1.1引言

纳米材料，广义上是指结构或颗粒的尺寸至少有一维在1纳米至100纳米之间的材料。与大尺寸的体相材料不同的是，纳米材料在光学、电学、热性能等方面会表现出一些特殊的性质。这些特殊的性质引起了研究者们广泛的兴趣，以此为基础构建了具有一定结构的大分子甚至超分子，制备出不同性质及功能的新型材料。半导体纳米晶（Semiconductor Nanocrystals，NCs）是一种特殊的纳米颗粒。相对于无定形的普通纳米材料，纳米晶具有类似体相晶体的规整原子排列。量子点（quantum dots，QDs），可以理解成纳米晶，能够吸收激发光而产生荧光。作为一种发光材料，相比较于有机染料，量子点有很多优势，如光学稳定性好、激发谱宽和发射谱窄、生物相容性好以及荧光谱可调等等。由于这些优越的荧光特性，量子点被广泛地应用于各个领域。九十年代末以来，Alivisatos利用CdSe量子点构建发光二极管（LED），将量子点引入光电器件领域应用的研究。之后又有研究者提出用半导体量子点做生物荧光标记的构想，将水溶性的量子点应用于生物医学领域。随着研究的深入，量子点已成功用于光学、药学、化学及生物检测、医学等许多领域，实现了生物细胞荧光标记、动物活体成像、量子点荧光编码、敏感材料、光电器件、离子探测、太阳能电池等功能纳米技术的进步大力推动生命科学，材料科学还有军事物理化学等领域的技术创新，将导致现今的又一次技术革命。

基于此，本论文以研究CdTe量子点的带隙为切入点，深入探讨CdTe量子点的一系列性质和特点，如量子点尺寸对带隙还有导带价带的位置的影响等等，为以后的半导体量子点其他的研究提供经验和数据。

1.2量子点的性质

对于量子点，相对于大块状的体相材料，量子点的尺寸，这一基本物理性质的改变，使得量子点的物理化学性质发生了巨大的变化，引起很多独特的性质，包括量子尺寸效应以及表面效应还有宏观量子隧道效应和小尺寸效应等。其中，量子尺寸效应和表面效应与量子点光学性质关系最为紧密。

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