在温和条件下CdSe纳米晶的制备与表征

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本文在综述半导纳米材料的制备方法和应用现状的基础上,选择温和的实验条件,利用胺类稳定剂来合成CdSe。在室温条件下合成了极小的CdSe纳米晶,然后在较低温度(80°C)下,在APOL或APOL/H2O (v/v = 10:1)溶液中进行蚀刻。而用溶剂热的方法获得了CdSe纳米棒,并且通过各种表征手段研究产品的形态结构和光学性质。分别以乙二胺(EDA)和乙二胺四乙酸(EDTA)为稳定剂,室温下,在乙醇或水中制备了极小的CdSe纳米晶. XRD结果表明,获得的产品主要是闪锌矿。通过紫外可见吸收光谱和荧光光谱研究发现,室温下合成的CdSe有紫外吸收,没有荧光现象产生,但在APOL或APOL/H2O (v/v = 10:1)溶液中蚀刻后,不仅恢复了CdSe带边荧光发射,且随着蚀刻时间的延长,发光强度逐渐增强。这说明纳米晶表面发生结构重组,改善了纳米晶表面的无序与混乱的缺陷。通过荧光光谱强度的比较,发现水的存在减慢了化学蚀刻的速率。由电镜照片可知,对于CdSe来说,EDA比EDTA能更有效的稳定纳米晶,减弱纳米晶的团聚。利用硫脲作表面修饰剂,以乙二胺为溶剂的先溶剂热后水热处理的方法制得了排列的CdSe纳米棒。由于硫脲与Cd2+具有较强的配位作用,可以通过与Se2-离子的竞争反应,有效的限制CdSe纳米棒的生长;荧光光谱显示,随着硫脲与硝酸镉物质的量之比的增加,样品荧光峰的位置蓝移,体现了量子尺子效应。由此可见,硫脲是一种有效的表面修饰剂。同样利用溶剂热-水热技术,通过调整溶剂的成份,合成了不同结构和形态的CdSe纳米棒。XRD和TEM结果表明,EDA在溶剂中的含量不仅决定了产品的结构,而且影响产品的形貌。随着反应体系中乙二胺含量的增加,产品的晶型由闪锌矿逐渐过渡到纤锌矿,而形态由簇状的纳米棒,过渡到枝状纳米棒,最后变为分立的纳米棒。
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