Ag:ZnInS纳米晶的荧光性质调控

论文总字数：28208字

摘 要

本文以油相Ag:ZnInS纳米晶体为研究对象，研究和探讨了Ag:ZnInS纳米晶体的制备方法以及其荧光性质的调控。通过控制变量法详细探究了加热时间、Ag/(In Zn)比例、Zn/In比例、温度、S投入量等多种实验因素对调控纳米晶体荧光特性的影响。并在掌握其规律后，通过对各种影响因素进行综合调控来调控Ag:ZnInS纳米晶体的荧光性能，成功制备出了无毒、温度、满足预期目标的Ag:ZnInS纳米晶体，实现了波长可调范围达465nm-655nm，并且蓝绿光量子产率超过10%。主要内容为：

探究了一种利用同步沉淀和表面离子置换原理机制来制备油相Ag:ZnInS纳米晶体的方法。该方法具有步骤简单、易于操作、可重复性高的优点。纳米晶体的蓝绿光量子产率达11.9%。

研究了各项因素对纳米晶体荧光性能的影响，发现加热时间、加热温度以及S投入量不对荧光波长产生影响。但是当温度过低时，Ag元素还未合并注入到主体材料晶格，所以无法扮演发光中心。当温度过高时，则会因为DDT高温分解而产生沉淀将无荧光出现。而加热时间不影响荧光波长则证明了反应是十分迅速的。发现随着Ag投入量的增加，纳米晶体体积增大，因量子尺寸效应而致使荧光波长增大，所以Ag/(In Zn)比例能够在小范围内与荧光波长成正相关关系，而Zn/In比例则能在很大范围内对荧光波长成反相关关系，成为了影响该纳米晶体荧光波长的主要因素。

关键词：油相,银掺杂三元纳米晶体，纳米晶体制备，荧光调控

Tuning the emission of Ag:ZnInS nanocrystals

Abstract

In this thesis, we focuses on the preparation and tuning of oil phase Ag:ZnInS nanocrystals. We have studied and discussed the influences of heating time、the ratio of Ag/(In Zn)、the ratio of Zn/In、temperature 、the component of S that may have an effect on the optical property by control variable method. By combining all these experimental conditions, we synthesized Ag:ZnInS nanocrystals with innocuous、stable and identical with expectation successfully. The tunable emission wavelengths came from 465nm to 655nm, and the quantum yield is more than 10%. The main results:

We studied a method of synthesizing the nanocrystals by simultaneous precipitation and surface cation-exchange protocols. This method is easy to imitate. And the blue and green fluorescence quantum yield reached 11.9%.

We also studied the influence of several experimental conditions, and we found that the heating time、temperature、the component of S have no effect on emission wavelengths. But we will found no fluorescence when the temperature is too high or low. These is because when the temperature is too low, the Ag had not pour into the host lattice. And when the temperature is too high, the DDT will break down so that there will have no fluorescent be found. We also found that the emission wavelengths have a positive relationship with the ratio of Ag/(In Zn) in shall range because of quantum size effect, and have a passive relationship with the ratio of Zn/In.

KEY WORDS: oil, Ag-doped ternary nanocrystals, synthesis of nanocrystals, optical property tuning.

目录

摘要 Ⅲ

Abstract Ⅲ

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 纳米晶体的特性 1

1.2.1 表面效应 1

1.2.2 量子尺寸效应 2

1.3 半导体纳米晶体的发展 3

1.3.1 Cd类纳米晶体 3

1.3.2 Cu:ZnInSe纳米晶体 4

1.4 纳米晶体的应用 5

1.4.1 生物监测 5

1.4.2 太阳能电池发电 5

1.4.3 LED 6

1.5 本文的研究目的和主要研究内容 6

第二章 Ag:ZnInS纳米晶体的制备 7

2.1 引言 7

2.2 实验部分 7

2.2.1 实验试剂 7

2.2.2制备Ag前驱体溶液和S前驱体溶液 7

2.2.3 Ag:ZnInS纳米晶体的制备 8

2.2.4性质表征 8

2.3结果与讨论 8

2.3.1数据与图谱分析 8

2.3.2结论 10

第三章 Ag:ZnInS纳米晶体的荧光性质调控 11

3.1引言 11

3.2对加热时间的探究 11

3.2.1 实验试剂 11

3.2.2制备Ag前驱体溶液和S前驱体溶液 11

3.2.3 实验部分 11

3.2.4性质表征 12

3.2.5结果与讨论 12

3.2.6结论 12

3.3对Ag/(In Zn)比例的探究 12

3.3.1 实验试剂 12

3.3.2制备Ag前驱体溶液和S前驱体溶液 12

3.3.3 实验部分 13

3.3.4性质表征 13

3.3.5结果与讨论 13

3.3.6结论 14

3.4对Zn/In比例的探究 14

3.4.1 实验试剂 14

3.4.2制备Ag前驱体溶液和S前驱体溶液 14

3.4.3 实验部分 15

3.4.4性质表征 15

3.4.5结果与讨论 15

3.4.6结论 17

3.5对温度的探究 17

3.5.1 实验试剂 17

3.5.2制备Ag前驱体溶液和S前驱体溶液 17

3.5.3 实验部分 17

3.5.4性质表征 17

3.5.5结果与分析 18

3.5.6结论 18

3.6对S的探究 18

3.6.1 实验试剂 18

3.6.2制备Ag前驱体溶液和S前驱体溶液 18

3.6.3 实验部分 19

3.6.4性质表征 19

3.6.5结果与分析 19

3.6.6结论 19

第四章 总结与展望 21

参考文献（References） 23

致谢 24

第一章 绪论

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