论文总字数：20523字

摘 要

量子点作为一种新型纳米显示材料，已经被人们所初步了解。它的量子限域效应尤为突出。因为其独特的纳米性质，它博得了多数研究者的垂青。在科学研究者的辛勤工作下，量子点的特殊性质被逐一揭开。在制备方法方面，量子点也已经有了较为稳定的获取途径。多个公司相继推出了应用此技术的产品，如量子点显示电视、量子点屏幕手机等等。时至今日，量子点技术有出现了许多重大突破，也已经在生物科学和半导体制作方面有了些许建树，越来越多的科学领域开始对这一神奇的技术产生了兴趣。不得不说，量子点正在创造科学界的奇迹，而这个奇迹也将延续下去。

本文对硒化镉量子点结构进行了分析，并对于量子点的散射能力进行了数学建模计算。

在对于硒化镉量子点的观察研究中发现，其粒子排布呈六方密堆积结构，固可将大量硒化镉晶粒凝聚而成的晶胞视为球体，易于理论计算建模。定位球体中心为原点，用体积表示晶粒个数。通过硒化镉的晶格常数等已知量可推算出原点与球体内任意一点的光程差以及不同光程差的分布，从而进一步计算相位差以及散射因子，最后得出散射振幅，并绘出光谱。通过与实际试验得出的结果对比，在理论模型中引入缺陷，使之趋近于实际结果，多次反复并得到实际量子点的模型。

最后，完善模型，并通过分析模型得出一个有效计算量子点散射情况的计算方法。

关键词：硒化镉量子点 散射 建模 光程差 相位差 散射因子

THE RESERCH IN THE LARGE SIZE OF QUANTUM DOTS OF

APPLICATION IN THE STUDY OF QUANTUM DISPLAY

Abstract

Quantum dots as a new type of nano display materials, has been the preliminary understanding. It is entrusted especial quantum confined effect. Because of its unique nature of nano, it gained the most researchers. Under the hard work of scientific researchers, the special properties of the quantum dots are found one by one. In terms of preparation methods, quantum dot also have access to more stable. Multiple company successively introduced application of the technology of products, such as quantum dots of TV, quantum dots screen mobile phone and so on. Today, quantum dots have appeared many breakthrough, also has in terms of biological science and semiconductor with a little, more and more science began to interested in this amazing technology. Have to say that quantum dots is creating the miracle of the scientific community, and the miracle will continue.

In this paper, the structure of CdSe quantum dots are analyzed, and the quantum dots scattered ability of mathematical modeling is calculated.

In the observation and study of CdSe quantum dots found that the particles arranged in the six-party close packing structure, so a large number of CdSe grain can be condensed into a cell as a ball for theoretical modeling easier. Locate sphere center as the origin, and express bulk grain number by volume. Through the lattice constant of CdSe origin, we know quantity can be calculated with the ball in any point of the optical path difference and the distribution of different optical path difference, thus we can calculate the phase difference and scattering factor futher. Finally it is concluded that the scattering amplitude, and draw the spectrum. Compared with the actual test results. The introduction of defects in the theoretical model make it tend to be the actual result. Repeated, and get the actual model of quantum dots.

Finally, perfect the model, and build an efficient quantum dot of scattering calculation method by analyzing the model.

KEY WORDS: CdSe quantum dots, scattering, modeling, OPD, PD, Scattering factor

目录

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2量子点主要性质 1

1.3量子点的物理效应 2

1.3.1量子尺寸效应....................................................................................................................2

1.3.2介电限域效应........................................................................................................2

1.3.3量子隧道效应........................................................................................................2

1.3.4库仑阻塞效应........................................................................................................2

1.4硒化镉纳米晶体 3

1.5量子点主要制备方法 6

1.5.1金属有机合成法.....................................................................................................6

1.5.2水相直接合成法.....................................................................................................6

1.6X射线衍射 6

1.7量子点研究最新进展 7

1.8本文的研究目的和主要研究内容 8

第二章 理论知识准备 9

2.1衍射公式推导 9

2.2散射公式推导 11

第三章 数学模型的建立与计算 13

3.1硒化镉量子点结构建模 13

3.2模型参数计算 14

第四章 试验检测及理论对比 17

4.1X射线分析 17

4.2实际实验数据分析对比 17

4.3误差分析....................................................................................................................................20

第五章 结论与展望 22

致谢...................................................................................................................................23

参考文献..........................................................................................................................................24

1. 绪论

本章概述：此章节包含引言、国内外研究进展和本次毕设创新点这三部分内容，着重介绍量子点在生活中越来越广泛的应用和科学家对于这一新兴材料的研究。此外，本章着重讲述了后文研究的硒化镉量子点的特性。

1.1引言

量子点作为一种新型纳米显示材料，已经被人们所初步了解。它是纳米级的准零维材料，含有微量原子。量子点的外观为点状，虽然他与现在占据显示市场的液晶和LED技术相似，但它的三维尺寸都远远小于上述两类，皆为100nm以下，这使得它的显示效果更加清晰。由于如此微小的尺寸，电子在其内部的移动遭到限制，这使得量子点的量子限域效应尤为突出。由于量子点为大量球形晶粒堆积而成，他的体型大多为球形。现在存在的量子点材料大多取自半导体材料，选取其中稳定的，半径约为1-10nm的纳米粒子。它既可由一种材料制成，本文着重研究的硒化镉就在其列，也可以由两种及以上材料混合而成。不得不承认，量子点因为其独特的纳米性质，博得了多数研究者的垂青。

1970年前后，为了解决全球能源危机，量子点技术应运而生。研究者首次尝试开发半导体与液体结合平面，意在试图通过光电化学方法，使纳米晶粒优异的体表面积产生可为人类使用的能量。研究始于1980年，由贝尔实验室的Louis Brus发起。与此同时前苏联Yoffe研究所的Alexander Efros和Victor.I.Klimov也开始了这项研究。贝尔实验室在研究时发现CdS颗粒由于颗粒大小不同，会呈现出不同的颜色。这个工作为后人了解量子点限域效应提供了良好的开端，也为后续对量子点深入了解夯实了基础。

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