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CdSe量子点在外延GaAs纳米结构上的高效荧光猝灭
摘要: 采用光致发光(PL)技术研究了CdSe量子点(QDs)与外延生长GaAs纳米结构的相互作用。通过胶体法合成了尺寸为3.9 nm的高荧光CdSe量子点,并将其涂覆在采用金属有机气相外延(MOVPE)技术、以自组装Ga液滴为催化剂生长于GaAs (111)B衬底上的GaAs纳米结构表面。同时研究了催化剂生长时间和温度等条件对GaAs纳米结构生长的影响。在420 °C下使用生长10 s的Ga液滴,以近100%产率获得了高度均匀的锥形六角纳米结构(高度约500 nm)。通过稳态和时间分辨光致发光(TRPL)技术测量了带有GaAs纳米结构样品上CdSe量子点的荧光发射,并与裸衬底上的结果进行对比。观察到存在GaAs纳米结构的样品中量子点荧光猝灭增强,这归因于GaAs纳米结构六个{110}侧面未在裸衬底上出现的缺陷相关非辐射弛豫更高效。对样品TRPL特性的详细分析表明,CdSe量子点通过浅陷阱在GaAs纳米结构上发生类F?rster共振能量转移(FRET)弛豫,其平均寿命显著缩短且猝灭效率较高。
关键词: 纳米结构、金属有机气相外延、砷化镓、硒化镉、时间分辨光致发光、量子点
更新于2025-09-11 14:15:04
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Ag2S量子点敏化CdSe光电极的制备及其光电性能
摘要: 通过电沉积法制备了排列整齐的类麦秆状CdSe纳米棒阵列,并采用连续离子层吸附与反应(SILAR)法用Ag2S量子点(QDs)对其进行敏化。五层连续Ag2S QDs与CdSe结合时展现出36.88 mA/cm2的最大短路光电流密度。与TiO2基光电极相比,经Ag2S QDs修饰的类麦秆状CdSe纳米棒阵列表现出更优的光电化学(PEC)性能。PEC性能提升的主要原因是采用窄带隙半导体CdSe替代传统宽带隙氧化物作为Ag2S QDs的敏化基底。此外,通过XRD、紫外-可见吸收光谱、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能谱仪(EDX)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学阻抗谱(EIS)等分析技术对合成纳米复合材料进行了表征。结果表明Ag2S QDs在CdSe光电极表面生长良好,同时CdSe光电极的PEC性能也得到提升。
关键词: 连续离子层吸附反应法、硫化银、硒化镉、薄膜、量子点
更新于2025-09-11 14:15:04
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高分辨率分析电子显微镜揭示的真实胶体量子点结构
摘要: 明亮且光稳定的胶体量子点的发展堪称真正的跨学科壮举。设计特定的核壳材料组分并通过化学途径构建理想纳米结构,需要融合物理化学、无机化学、固态物理学与材料科学。为使载流子与缺陷态密布的表面分离,科学家们精心设计了具有精确梯度组分的复杂壳层结构,从而制得兼具卓越稳定性和色彩纯度的纳米级发光体。然而目前主要突破仍集中于CdSe等II-VI族材料,无镉量子点的进展才刚刚起步。本文将探讨胶体量子点工程化的主要挑战,并阐述先进分析电子显微镜技术如何揭示这些复杂体系的结构-功能关系。
关键词: 光稳定性、纳米晶体、硒化镉、胶体量子点、电子显微镜
更新于2025-09-11 14:15:04
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由Cd和Se原子团簇形成的CdSe类纤锌矿与类金刚石团簇的形成能
摘要: 采用密度泛函理论研究了分子和纳米尺度范围内硒化镉的热力学形成能。该研究使用代表分子与纳米尺度纤锌矿和闪锌矿结构的wurtzoid(类纤锌矿)与diamondoid(类闪锌矿)团簇,团簇原子数n≤26。通过优化Cd和Se原子团簇获取组分原子团簇能量。虽然纳米尺度的Cd和Se团簇相态与块体不同,但结果表明CdSe的吉布斯自由能、焓和熵的形成值在实验测量误差范围内接近其块体实验形成能。类纤锌矿CdSe通常比类闪锌矿CdSe具有更高的绝对(更负)吉布斯自由能形成值,表明更稳定的类纤锌矿分子——块体材料亦如此。由于纳米尺度的表面效应,类纤锌矿的绝对吉布斯自由能也高于实验值(更负)。形成焓显示Cd和Se团簇发生放热反应,与块体情况一致。所有团簇的形成熵均具尺寸敏感性并趋近于块体实验测量值。类纤锌矿与类闪锌矿结构中均包含Cd13Se13团簇——这是被研究最多的魔数CdSe团簇。
关键词: 密度泛函理论,硒化镉,团簇
更新于2025-09-10 09:29:36
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CdSe/PMMA纳米复合材料的光学与结构特性
摘要: 通过浇铸技术制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与CdSe的纳米复合材料。结果表明,CdSe@PMMA可用于白光和绿光发光器件。其中0.01CdSe@PMMA呈现单色绿光发射,具有最高的荧光量子产率和最低的光学带隙值,而其他比例的CdSe@PMMA则显示多色发射。带边发射位于280-296 nm附近,但0.01CdSe@PMMA在553 nm处表现出更稳定的强绿光发射。带隙值(Eg)从4.18到4.4 eV的变化源于PMMA聚合物与CdSe之间的相互作用。
关键词: 纳米复合材料、光学性能、聚甲基丙烯酸甲酯、发光器件、硒化镉
更新于2025-09-10 09:29:36
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半胱氨酸连接的垂直TiO?纳米团簇-CdSe体系的高可见光响应
摘要: 在四甲基氢氧化铵溶液中,通过水热法直接在钛基底上合成了垂直取向的单晶二氧化钛纳米团簇。随后采用两步法引入n型半导体硒化镉纳米颗粒:先以半胱氨酸为表面偶联剂进行深层包覆,再通过亚硒硫酸盐电沉积形成有序互连的异质结。关键成果在于:尽管二氧化钛纳米团簇长度不足1微米,在连接受主与给体材料的双功能分子2-氨基-3-巯基丙酸作用下,单晶二氧化钛纳米团簇除紫外光外还充分发挥了其优异的可见光吸收特性,使得该异质结电极在光电化学电池中对可见光展现出卓越的光响应——其贡献度较紫外光具有显著优势。垂直纳米团簇既能将电子直接导入金属钛基底,又可保持面向电解质的大比表面积。这些高度有序的纳米杂化材料有望应用于高效光化学太阳能电池。
关键词: 二氧化钛纳米团簇、可见光、敏化作用、硒化镉、垂直取向
更新于2025-09-04 15:30:14
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胶体II-VI族纳米片中的巨大模增益系数
摘要: 模增益系数是衡量激光材料性能的关键指标。此前,II-VI族和III-V族半导体增益介质虽能实现超过数千cm?1的净模增益系数,但需在低温环境下运行。本工作通过泵浦能量密度依赖的可变条长测量法证明:胶体CdSe纳米片在室温下即可产生巨大模增益系数,在脉冲光激发条件下可达6,600 cm?1。进一步研究表明,通过检测不同垂直厚度与横向尺寸的样品发现,优异的增益性能是CdSe纳米片家族的共性特征。总体而言,具有卓越光学增益特性的胶体II-VI族纳米片在高速光放大、等离激元光子电路损耗补偿等广泛领域具有重要应用前景。
关键词: 胶体纳米片、光学增益、可变条长法、硒化镉、模增益系数、胶体量子阱
更新于2025-09-04 15:30:14