半导体纳米晶.
稀释磁性半导体Zn1-xCoxO纳米晶的合成
激子束缚能（０Ｍ Ｖ ． ６ ｅ ） 从实际应用 的角度考虑 ， 寻找具 有更 高居 里温度 的 Ｄ Ｓ材料是迫切需要的． Ｍ 理论研究表明， 宽带隙半导体如 Ｇ Ｎ和 Ｚ Ｏ等可能是能够在室温或更高温度下实现载流子引起铁磁性 ａ ｎ 的合适基体材料 Ｉ ．ａ 等人 于 ２０ ４ Ｓｔ ｏ Ｊ ００年通过电子结构计算证明了过渡金属 Ｆ 、ｏＮ 、 、 ｒＭ 掺 ｅＣ 、 ｉＶ Ｃ 、 ｎ 入 Ｚ Ｏ中其磁矩表现为铁磁有序．同年 ， ｉｌ ｎ Ｄｅ 等人 的理论计算也表明 Ｍ ｔ ｎ掺杂的 ＺＯ在室温下将表 ｎ 现出铁磁行为．随后 ， ｅａ Ｕ ｄ 等人 用脉冲激光沉积法制备 了分别掺 Ｃ 、 ｉＭ ｏＮ 、 ｎ和 Ｃ 的 Ｚ Ｏ薄膜 ， ｒ ｎ 发现
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
７ ６
安徽大学学报 （ 自然科学版 ）
第３ ０卷
１ ２ 实验 过 程 ．
室温下， ２０ｍ ％的稀氨水中溶人氧化锌 ０７ｇ然后加 ０ ２ｇ Ｃ Ｃ ６ 待溶解完全后 ， 在 ０ Ｌ ５ ． ， ． 的 ｏ １ Ｈ ０， ・
和 自旋于一身 ， 有望用来制作新型量子器件．自 从在 Ｍ ｎ掺杂 Ｇ Ａ …稀释半导体 中发现载流子引起的 ａｓ
铁磁性以来 ， Ｍ Ｄ Ｓ正引起人们 的极大兴趣． 近期 Ｄ Ｓ Ｍ 材料的研究集 中在各种氧化物半导体上 ， 中氧 其 化锌基 Ｄ Ｓ Ｍ 引起 了更 广泛的注意， 因为氧化锌不仅原料丰富 ， 而且作为宽带隙半导体材料 ， 具有很高的
钡得溶液的 ｐ ４ Ｈ值为 ｌ ， ２ 加热蒸发至溶液的 ｐ Ｈ值为 ７ ２ ． 时停止加热 ， 此时溶液中生成土褐色沉淀．用
收稿 日期 ：０ ６－ ７—０ ２０ ０ ７
基金项 目： 国家 自然科学基金 资助项 目（００ ０ １ ； ２４ １０ ） 安徽省科技 厅重点科研基金资助项 目（ ４ ２ ０５） ００ ２ ７ 作者简介 ： 尤逢永 （９ ３一） 男 ， 徽泗县人 ， １７ ， 安 安徽大学在职硕士研究生 ； 毕 红 （９ ０一） 女 ， １７ ， 安徽黄 山人 ， 安徽大学教授 ， 士生导师． 博
半导体纳米颗粒载流子的超快弛豫过程
华南师范人学硕：｝学位论文半导体纳米颗粒载流子的超快弛豫过程摘要半导体纳米材料具有大的非线性系数及超快的光学响应速度，使其有可能成为制作未来高速信息技术器件最理想的材料。
特别是其所具有的超快响应特性，有可能突破现有电子器件的响应速度限制，从而使信息处理的速度产生质的飞跃。
近年来，围绕着半导体纳米材料超快响应特性，学者们作了大量的实验和理论工作，对超快响应的机制作了深入的研究。
针对现有研究现状中存在的问题，本文对半导体纳米材料的超快响应特性作了一些理论的探讨，主要工作有：１．简单介绍了纳米材料的主要特性和物理理论，然后对常用的实验方法进行了说明。
２．建立了载流子弛豫过程的模型。
通过分析量子限制效应及表面效应，总结了半导体纳米颗粒的能级结构，结合载流子的弛豫特征，发现载流子的弛豫过程可用电子速率方程来描述。
３．运用数值模拟方法讨论了激发密度、表面态密度及俘获态电子的弛豫率对弛豫过程的影响。
讨论结果表明，激发密度的增大及表面态的减少都会导致表面态上电子的饱和，使导带上出现电子的积累，导带电子寿命增大；深俘获态电子的弛豫是影响材料响应速度的主要因素。
最后应用此模型对近红外泵浦探测实验的结果进行分析，表明模型可望在实验结果分析上得到应用。
关键词：半导体纳米颗粒；超快载流子弛豫；速率方程；泵浦探测华南师范人学硕一ｌｊ学位论义ＵｌｔｒａｆａｓｔｒｅｌａｘａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｈｏｔｏｅｘｃｉｔｅｄｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓｉｎｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓＡｂｓｔｒａｃｔＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｍａｌ：ｅｒｉａｌｈａｓ１ａｒｇｅｒｎｏｎｌｉｎｅａｒｅｆｆｅｃｔａｎｄｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｄｅｄｓｐｅｅｄ，ｍａｋｅｉｔｔｈｅｍｏｓｔｐｏｔｅｎｔｉａｌｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｔｈｅｄｅｖｉｃｅｓｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｔｈｅｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｄｅｄｓｐｅｅｄｍａｋｅｉｔｈａｓｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌｔｏｂｒｅａｋｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓ．ｍａｋｅｕｌｔｒａｆａｓｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｂｅｃｏｍｅｐｏｓｓｉｂｌｅ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ａｌｏｔｏｆｗｏｒｋ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｏｒｙａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ，ｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅｔｏｒｅｖｅａｌｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｄ．Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｓｏｍｅｔｈｅｏｒｙｄｉｓｃｕｓｓｏｎｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅ．１．Ｗｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｂｒｉｅｆｌｙ，ａｎｄｔｈａｎａｎａｌｙｓｉｓｓｏｍｅｃｏｍｍｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｓｅｄｉｎｕｌｔｒａｆａｓｔｓｔｕｄｙ．２．Ｂａｓｉｃｏｎｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｒｅｓｔｒｉｃｔｅｆｆｅｃｔａｎｄｓｕｒｆａｃｅｅｆｆｅｃｔｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｉＳｍｏｄｅｌｅｄ，ａｎｄｔｈｅｕｌｔｒａｆａｓｔｒｅｌａｘａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｈｏｔｏｅｘｃｉｔｅｄｃｈａｒｇｅｃａｒｒｉｅｒｓｉｎｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｓｄｅｓｃｒｉｐｔｅｄｂｙｒａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎ．３．Ｔｈｅｎ，ｓｅｖｅｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈａｔｗｏｕｌｄａｆｆｅｃｔｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ，ａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔ．ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｅｘｃｉｔｅｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｒｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｔａｔｅｄｅｎｓｉｔｙ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｓａｔｕｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｔａｔｅｗｏｕｌｄｃａｕｓｅｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｂｕｉｌｄ．ｕｐｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｓｔａｔｅａｎｄｌｅａｄｓｔｏａ１０ｎｇｅｒｌｉｆｅｔｉｍｅ；ｔｈｅｒｅｌａｘａｔｉｏｎｏｆｄｅｅｐｔｒａｐｐｅｄｅｌｅｃｔｒｏｎｓｉｓｔｈｅｍａｉｎｌｉｍｉｔｏｆｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅｆｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｉｓｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｐｕｍｐ－ｐｒｏｂｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｓｈｏｗｉｎｇｐｏｔｅｎｔｉａｌｕｓｅｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ；ｕｌｔｒａｆａｓｔｃａｒｒｉｅｒｒｅｌａｘａｔｉｏｎ；ｒａｔｅｅｑｕａｔｉｏｎ；ｐｕｍｐ－ｐｒｏｂｅ华南师范大学硕十学位论文摘要…………………ＡＢＳＴＲＡＣＴ……………第一章绪论ｆＩ［１ｌｌｌｌｌｌｌＩｌｌｌｌｌｌｌｌ［ＩＩＹ１７６７９６３目录……………………………………………………………………………．．１１．１纳米材料的物理理论……………………………………………………………………………ｌＪ．Ｊ．Ｊ么锅－（Ｋｕｂｏ）厘趁…………………………………………………………………２工Ｊ．２ｊ孽子尼矿窟毛厘乒………………………………………………………………………………２Ｊ．Ｉ．４么弛玩璃《＝应……………………………………………………………………………………………………………．４１．１．ｓ宏鞠量子碰道效应…………………………………………………………………５ＬＬ６房乏将蝴鸯矛黪妒裁应…………………………………………………………………，Ｊ．Ｊ．７刃·詹厥嗨易５邑痘……………………………………………………………………………………………………．．６１．２半导体纳米晶……………………………………………………………………………………６１．３论文主要研究内容………………………………………………………………………………８第二章超快动力学实验方法９２．１超短脉冲激光发展回顾…………………………………………………………………………９２．１．Ｊ锸揪老器…………………………………………………………………………．，，２．Ｌ２筠哦纭≯乒敬右……………………………………………………………………………．１２２．Ｌ３攒锗泼长：扬震………………………………………………………………………………门２．２瞬态吸收（泵浦一探测）………………………………………………………………………一１３２．３瞬态荧光…………………………………………………………………………………………１５２．２．１．龙兕亡黝Ｚ连术……………………………………………………………………………………．Ｊｊｚｚｚｙ当学哀匆，了芘希……………………………………………………………………………Ｊ８２．３四波混频技术…………………………………………………………………………………２０２．４ｚ一扫描技术（Ｚ－－ＳＣＡＮ）…………………………………………………………………。
氧化锌纳米晶的制备及其表征
氧化锌纳米晶的制备及其表征氧化锌是一种广泛应用于各个领域的半导体材料。
在微电子、光电、信息技术和能源领域中，氧化锌尤其是氧化锌纳米晶在材料研究中占有重要的地位。
因此，制备氧化锌纳米晶和对其进行表征，对于进一步研究其相关应用具有重要的意义。
氧化锌纳米晶可以通过不同的方法制备，如热分解、水热法、溶胶凝胶法等。
其中，水热法是制备氧化锌纳米晶的常用方法之一。
这种方法需要使用的原料一般为氢氧化锌、氢氧化钠或氨水等，通过加热、搅拌等手段使溶液在高温、高压的条件下反应制备成氧化锌纳米晶。
水热法相比其它方法制备的氧化锌纳米晶具有良好的形貌、尺寸分布、结晶度和化学纯度。
除了水热法，还可以通过溶胶凝胶法制备氧化锌。
这种方法首先需要制备氧化锌凝胶，然后通过加热、热处理等方式制备氧化锌纳米晶。
溶胶凝胶法能够制备纯度高、晶体质量好的氧化锌纳米晶，但制备条件较为严格，成本也较高。
不同制备方法制备的氧化锌纳米晶在形貌、尺寸分布和结晶度上会有所不同。
因此，对氧化锌纳米晶进行表征就显得尤为重要。
常见的表征方法包括X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、能量散射谱（EDS）等。
其中，XRD作为一种便捷、非破坏性的表征方法，可以优先用于确定氧化锌纳米晶的晶体性质和结晶度。
在XRD图中，能够通过布拉格定律确定氧化锌晶体的衍射角度并与标准的晶体结构图谱进行匹配，从而确定晶体的相位和结晶度。
TEM和HRTEM则可以用于直接观察氧化锌纳米晶的形貌、尺寸和晶体结构。
通过TEM和HRTEM的分析，可以确定氧化锌纳米晶的粒径大小、形态等表征参数以及晶格缺陷和界面分布情况等微观结构信息。
EDS则可以通过检测样品中不同化学元素的特征能量来揭示氧化锌纳米晶的成分和纯度。
最近有越来越多的研究将氧化锌纳米晶作为催化剂、传感器、光电材料、光学材料和生物医学材料等方面的应用研究，因此对其制备及表征将有更加深刻和广泛的意义。
非水相合成在非氧化物半导体纳米晶材料制备中的应用进展
有很 多优点 ， ： 如 单分散性好 ， 粒径容易控制、 产物的结晶度高等 ， 来越被研 究者关注． 而越 本文对近
几年 关于半 导体 纳米 晶材 料 的非 水相合成 方 法进行 了综 述 ． 关键 词 ： 非水 相合 成 ； 导体 纳米 晶 ； 半 合成
中图分类 号 ： ６ ９ ０ ４
文 献标识 码 ： Ａ
摘
要 ： 导体 纳米 晶材 料 由于具 有表 面效应 、 子 尺 寸效 应 、 电 限域 效应 、 殊 的 热 学性 质 、 半 量 介 特 光
学性质 及光 电化 学性质 等 而成为 材料科 学和 化 学领域 的研 究热 点 ． 在研 究它们独 特性 质 的 时候 ， 制
备 出各 种 高质 量 的纳 米晶材 料就 成为 必备 条件 之 一 ． 非水相 合成相 对 于 已报 道 的其 它方 法而 言 ， 具
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３ 卷第 ３ ０ 期
耿保友 ， 孙红霞 ， 小网 ： 非水相合成在非 氧化 物半导体 纳米 晶材 料制备中的应用进展 刘
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第３ Ｏ卷 ３期 ２０ ０ ７年 ５ 月
Ｊｕｎ安 ｆ 师ｕ Ｎｏｍａ Ｕｎ报ｒｉ Ｎａｕａ Ｓ ｉ ｃ） ｏ ｒａｏ徽 ｈ 范 大 学 ｉｅｓ自然 科ｔｒｌ） ｅ ｅ ｌ Ａｎ ｉ ｒ ｌ学 ｖ （ｙ（ 学版 ｎ ｔ ｃ
Ｖ １３ ． ｏ．ＯＮｏ３
颜色 ， 熔点等 ， 但是 ， 在纳米尺度它们的这些性质可 以根据人的意愿进行任意裁剪 ． 例如 ， 块体 的半导体 Ｃ ｓ ｄｅ 具有 红 色 的特征 发光 ， 而在 粒径 低 于 ｌ 米 时 ， 的发 光 可 以从 红 色到 蓝 色进 行 连 续 的 调 节 Ｊ直 径 在 然 ０纳 它 ． １６ ． 纳米左右的金颗粒的熔点约为 ３０ ， 比块体金的熔点已经有了很 大的降低［ ． ５℃ 这 ６ 这些新奇 的现象都和 １
过渡金属离子(Mn、Cu、Fe)掺杂半导体纳米晶的研究进展
过渡金属离子(Mn、Cu、Fe)掺杂半导体纳米晶的研究进展王晓慧;李晶;赵英凯;李建伟;米航;李静波;段如月;李玲;刘爽【摘要】At present,the major directions of research about improving the photoelectric properties of quantum dots are based on its advantages of zero self absorption,wider emission spectral range,better photochemical stability.Transition metal-doped quantum dots have become an important research direction to improve the photoelectric characterists of quantum dots.Firstly,the doping mechanism,luminous principle and synthetic method of transition metal-doped quantum dots were introduced simply.Then,the latest research progress of transition metal doped quantum dots was reviewed.The corresponding research progress of common transition metal ions was introduced respectively in detail,such as Mn,Cu,Fe.According to review of latest related papers,it was found that the quantum yield of quantum dots and luminescent properties mainly depended on the synthetic method,doping concentration,shell thickness and other factors of doping quantum dots.Finally,current problems in the filed were analyzed,and a few solution methods were proposed.%过渡金属掺杂量子点由于具有零自吸收、更宽的发射光谱范围、更好的光化学稳定性等优点,已经成为提高量子点光电性能的重要研究方向.本文首先简单介绍了其掺杂机制,发光原理,制备方法,然后着重介绍了Mn,Cu,Fe等过渡金属掺杂量子点的最新研究进展.通过对大量相关文献进行总结发现,量子点的量子效率以及发光特性主要受掺杂量子点的制备方法,掺杂浓度,壳层厚度等因素的影响,最后,分析了该领域中目前存在的问题,并提出了今后的研究方向.【期刊名称】《材料科学与工程学报》【年(卷),期】2017(035)003【总页数】6页(P508-512,467)【关键词】过渡金属掺杂;量子点;量子产率;发光特性【作者】王晓慧;李晶;赵英凯;李建伟;米航;李静波;段如月;李玲;刘爽【作者单位】河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,河北保定071002;河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,河北保定071002;河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,河北保定071002;河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,河北保定071002;河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,河北保定071002;河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,河北保定071002;河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,河北保定071002;河北大学物理科学与技术学院,河北省光电信息材料重点实验室,河北保定071002;河北大学质量技术监督学院,河北保定071002【正文语种】中文【中图分类】O614半导体纳米粒子也称为量子点[1]，其粒子半径小于或者接近激子的波尔半径。
纳米晶(超微晶)的研究与市场 PPT
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交 流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频 器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据设备的 实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目 的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保 护等等。
4、应用及市场
智能电表图示
4、应用及市场
※ 万用表
万用表是一种带有整流器的、可以测量交、直流电流、 电压及电阻等多种电学参量的磁电式仪表，内部就有纳米晶 线圈。
万用表是由磁电系电流表(表头)，测量电路和选择开关等 组成的。通过选择开关的变换,可方便地对多种电学参量进行 测量。其电路计算的主要依据是闭合电路欧姆定律。
电子变压器图示 纳米晶铁芯制成的线圈
2、原理
高频变压器磁芯（铁芯）与两个或两个以上的线圈组成，它们互不改变位置，从一个或两 个以上的电回路中，通过交流电力借助电磁感应作用，转变成交流电压及电流。而在高频变压 器的输出端，对一个或两个以上的用电回路，供给不同电压等级的高频交流或直流电。
简单地说电子变压器就是无稳压型开关电源，它实际上就是一种逆变器。首先把交流电整流 成直流电。然后用电子元件组成一个高频振荡器把直流电变为高频交流电，通过开关变压器输 出所需要的电压然后二次整流供用电器使用。开关电源具有体积小，重量轻，价格低等优点， 所以被广泛用在各种电器中。根据高频开关管的驱动方式不同，可分为自激振荡式与他激式。
漏电保护器
电控柜内部构造
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
5、代表性企业
中国互感器十大品牌企业
（二）逆变器
1、概念
通常，把将交流电能变换成直流电能的过程 称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路， 把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。 与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过 程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电 路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变 器。
Ⅱ-Ⅵ族硒化物半导体纳米材料的制备与形貌控制
领域 有着广 泛 的应 用 。本文 综述 了 化物 半 硒 导体 纳米材 料 的制 备 与形貌控 制方 面的最新
研 究进 展 ，介绍 了硒化物 纳米 材料 的各 种 制 备方 法 ，并 对各种 制备 方法及 其特点 ，反 应
目前 ，Ｉ—ＶＩ Ｉ 族硒化物半导体 纳米材 料 的研 究对 象主要 是 Ｃｄ Ｓｅ、ＺｎＳｅ和
℃ 反 应 ２４小 时 ， 得 到 粒 径 为 ７ ０～１ ０ ０ ｎ ，立方 相的 Ｃ Ｓ ｍ ｄ ｅ纳米晶 。若将 Ｚ ｎ粉 替代 Ｃ ｄ粉 ，同样可制备 出 Ｚ Ｓ 纳米 晶。 ｎｅ
＿—Ｖｌ Ｉ 族半 导体 ；硒化 物 ；胶体 化 学法 ；气
相 沉 积 法
２硒化物半导体纳米晶的主要合成
一
溶 剂热（ 水热 ） 法具有设备 简单 ，易操 作 ，环 境 污 染 少 且 制 备 的 样 品 结 晶度
好 、纯 研 究 领 域 十 分 活 跃 。李亚栋研 究组ｈ以单质 Ｚ ０ ｎ粉和 Ｓ 粉 ｅ
作 原 料 ，吡 啶 为 溶 剂 ， １ ０ ℃下 反应 ８ ８ 小 时 ，制 备出球状和 盘状 的 Ｚｎ ｅ纳米 晶 ， Ｓ
用 。
领 域 的 发 展 前 景 作 了展 望 。
晶体尺 寸 随反 应时 间 的增加而 增大 ，且 溶 剂 的 络 合 能 力 大 大 影 响 晶 体 的 生 长 过 程 。此反 应以 有机 溶 剂为介 质 ，要 求无 水 ，毒性较 大 ，条件 苛刻 。Ｐｅ ｇ等＿直 ｎ ６ 接 以水 为溶 剂 ，Ｃ 粉和 Ｓ 粉为原料 ，１０ ｄ ｅ ８
、
最近 ，李亚 栋研 究组 １ 提 出 了一 种 ７ “ 体 一 固 体 一溶 液 ” 相 转 移 ，相 分 离 液 的 机 制 ，利 用 金 属 离 子 与 表 面 活 性 剂 分 子 间普 遍存在 的离子交换与 相转 移原理 ， 通 过对 不 同界面 处化 学反 应的 控制 ，成 功实现 了Ｚ Ｓ 和 Ｃ Ｓ 纳米晶的制备 ，此 ｎｅ ｄｅ 法可以作为制备其它半导 体纳米 晶的一种 通用方法 。
量子点作为离子探针的分析应用
２ ０世 纪 末 ， 米 技 术 研 究 在 国 际上 得 到 迅猛 发 展 ， 为 平 行 纳 成 于生命科学 、 信息技
ｃ ｍ ａ ｓｎｗｔ ｃｎ ｅｔ ｎｌ ｒａ ｉ ｆ ｏｏｈ ｒｓ ｅｅｔ ，ｔｅｇｅ ｔ ｄ ａ ｃｓｉ ｔｅｓｒ ｃ ｈ ｍ ｓ ｆＱ ｓｍ ｄ ｏ ｐ ｒ ｏ ｉ ｏ ｖｎｉ ａ ｏｇｎｃｌ ｒｐ ｏ ．Ｒ ｃｎｌ ｈ ｒａ ａ ｖｎｅ ｎ ｈ ｕｆ ｅｃｅ ｉｒ ｏ Ｄ ａｅ ｉ ｈ ｏ ｕ ｅ ｙ ａ ｔ ｙ ｔｅ ｅ ｗ ｄ ｒｃｉ ｌ ｐ ｌ ａｉ ｓ ｓｃ ｓｉ ｓ ｒｂ ｓ ｒａ ｈ ｅ ｅｅ ｐ ｅ ｔ ｆ Ｄ ｎ— ｒｂ ｉ —ａ ａ ｔ ｈ ｍ ｇ ｔ ｉｅｐａｔ ａ ａ ｐｉ ｔ ｎ ， ｕ ｈａ ｎ ｏ ｅ ｅ ．Ｔ ｅｎｗ ｄｖｌ ｍ ｎ ｓ ｏ ｐｏｅｉ ｂｏ ｎｌ ｉ ｃ ｃ ｏ ｏ ｐ ａ ｏ ｏＱ ｉ ｎ ｙ— ｃ ｌ ｈ ｍ ｓ ｙｉｔ ｄ ｃｎ ｅｒａｔ ｎｍ ｃ ａ ｉ ｅ ｅ ｎＱ ｓａｄ ｉ ｓａ ｄｔｅ ｐ ｌ ａ ｏ ｓ ｅｅ￣ ｕｅ ｎ ｗ ａ ｃ ｅ ｉｒ ｂ ｒ ｕ ｉｇｔ ｅｃｉ ｅｈ ｎｓ ｂｔ ｅ Ｄ ｎ ｎ ｎ ｉ ａ ｐ ｃｔ ｎ ｒ ｃ ｓｄｏ ．Ｔ ｏ ｔ ｙ ｎｏ ｈ ｏ ｍ ｗ ｏ ｈｒ ｉ ｉ ｗ
第４ ０卷 第 １ 期 １
２１ ０ ２年 ６月
广
州
化
工
Ｖ １４ ． １ ｏ ． ０ Ｎｏ １
Ｇｕａ ｇ ｈｏ Ｃｈｅ ｃ ｌＩ ｄｕ ｔｙ ｎ ｚ ｕ ｍｉ ａ ｎ ｓｒ
纳米晶材料中的纳米结构分布及其性能研究
纳米晶材料中的纳米结构分布及其性能研究纳米晶材料是指晶粒的尺寸在纳米级别的材料。
纳米晶材料的特殊结构使其性质与传统晶体材料有很大不同。
其中，纳米结构分布是影响纳米晶材料性能的重要因素之一。
本文将从基本概念、研究现状和应用方面探讨纳米结构分布对纳米晶材料性质的影响。
一、纳米结构分布的基本概念纳米结构分布指的是晶粒尺寸在纳米级别范围内的晶体材料中，晶粒尺寸分布的情况。
在纳米晶材料中，晶粒尺寸通常在2~100 nm范围内。
因此，纳米结构分布的精确控制至关重要。
纳米结构分布特征包括尺寸分布、形状分布和位置分布。
这些特征会影响纳米晶材料的力学性能、热学性能、光学性能等多个方面。
二、纳米结构分布的研究现状1. 传统制备方法传统制备方法主要包括机械合金化、高能球磨、机械合成、化学气相沉积等。
这些方法可以获得粒径分散的纳米颗粒，但是一般难以获得单一尺寸分布的纳米晶体材料。
2. 现代制备方法现代制备方法主要包括等离子体处理、熔融电解技术、溶胶-凝胶法、气液界面法、原位热解等方法。
这些方法能够获得均匀的纳米结构分布，并且可控程度也更高。
其中，溶胶-凝胶法是一种比较普遍的制备方法，可以获得高品质的纳米晶体材料。
3. 纳米结构分布的调控方法纳米结构分布的调控方法包括机械合成、化学方法、物理方法等。
这些方法主要用于控制晶体材料的尺寸、形状和位置。
其中，机械合成是一种比较简单的方法，但是制备出的纳米晶体材料存在一定的缺陷。
化学方法和物理方法比较复杂，但是可以制备出纳米晶体材料的高精度尺寸和均匀的结构分布。
三、纳米结构分布对纳米晶材料性能的影响纳米结构分布对纳米晶材料的性能具有显著的影响。
首先，纳米晶材料的可塑性和强度会受到晶粒大小、分布和形状的影响。
随着晶粒尺寸的减小，晶界、角界和点缺陷等缺陷的数量也增加，从而降低晶体的可塑性和强度。
其次，纳米结构分布还对纳米晶材料的电性能和热学性能产生影响。
晶粒边界与界面可以产生电子缺陷和杂质缺陷，从而影响材料的电导率和热导率。
CdS、CdSe纳米晶的制备及其性质研究
日 期：丝盟幺孕
第一章 绪 论 纳米微粒是指颗粒尺度为纳米级的超细微粒，它的尺度一般在 １ｎｍ～１００ｒｉｍ之间，是介于原子、分子和固体体相之间的一种物质状 态。由于纳米微粒的表面积大，且处于粒子表界面上的原子比例甚高 （一般可达到总原子数的一般左右），这就使它具有不寻常的表面效 应、界面效应和量子效应等，因而具有传统固体不具备的许多奇异的 物理和化学性质。可以广泛应用于制备发光二极管‘１，∞、非线性光材 料‘孙、传感材料‘们、太阳能电池‘扪、光催化剂‘６，ｎ、生物医学材料‘８，９’等。 纳米材料科学是－－ｆ－ｊ多学科交叉性强的科学，它几乎涉及物理学、化 学、材料学等学科的全部领域。由于其潜在的应用背景，使人们确信 纳米材料科学必将给二十一世纪的科学研究带来新的机遇和挑战。 近几十年来，在半导体材料科学中，人们对于纳米半导体材料的 研究给予了极大的重视００－２０’这主要是因为同传统的体相半导体材料 比较起来，纳米半导体材料具有某些特殊的性质。 １．１量子点的基本特性 当无机半导体微粒的尺寸降低到其相应的体材料的激子波尔直 径时，半导体微粒的电子能级由准连续能级转变为具有分子特性的离 散能级，同时导致禁带宽度增］ｊｎ（２心４１。这一基本物理性质的改变不仅 使半导体的光电性质产生了巨大的变化，同时也产生了体相材料所不 具备的奇特的物理现象。 （１）量子尺寸效应 当微粒尺寸下降到某一值时，由于电子的运 动在三维方向上同时受到限制，导致了电子态密度的改变，并且使电
ＤＴＧ—ＤＴＡ，ＸＰＳ，ＴＥＭ，ＵＶ－ｖｉｓ ａｎｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＣｄＳ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｅｒｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ
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第一章绪论
近数十年以来,纳米科学技术得到了极为迅速的兴起和发展,并越来越受
到各界科学家和科研工作者的关注,逐渐成为目前最为活跃的前沿学科
领域之
一。最近几年来,由于不断深入的理论支持研究和各种各样的制备与表
征手段
的改进发展,以及扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜
(HRTEM)等高
端测试仪器的广泛使用,纳米材料的许多奇异的性质逐渐显露在人们面
前,展
现出它在化工环保方面、医药健康方面、电子信息方面、能源动力方面
等诸多
方面的广阔的应用前景,纳米科学技术已经发展成为21世纪的占据主导
地位的
新型技术之一。
1.1半导体纳米晶简介
纳米材料,又常常被人们所称之为纳米结构材料,我们一般可以从两个不
同的角度和方面,对该材料进行定义:从第一方面来说,当一种材料的尺
寸,
处于纳米的尺度范围内,即1到100纳米之间,并且在三维空间中,至少在
一
个维度上是这样的;从另外一个方面来看,该材料因为其物理尺度上尺寸
的减
小,从而使该材料与之对应的物理性能和化学性质,相对于同材料的块体
材料
而言,发生了显著变化。其实,从十九世纪60年代,"胶体化学"诞生的时
期
开始,许多的科学工作者便开始了对纳米材料的探讨和研究,只是在那
时,尺
寸为一到一百纳米的弥散粒子,被称之为胶体。而纳米科学技术的正式
提出,
是直到二十世纪的1959年时,在美国的物理学会曾经一次召开的会议上
[1]。之
后,扫描隧道电子显微镜(STM),在1982年时,被G. Buning和H. Robrer所
发
明创造出来了。由于扫描隧道电子显微镜(STM)的出现和使用,使人们能
够在纳
米的尺度范围内,直接的观察和操纵原子的功能得到了实现,而该项发明
也极
大的推动了纳米科学技术的快速的发展与兴起。综上所述,纳米科学技
术的研
讨和探究,使人们能够通过直接的作用于原子和分子的排布,从而创造出
具有
全新的功能性新物质,并且,这将同时、同样的标志着,人类改造自然的
能力
己经拓展到了原子和分子的水平[1]。
纳米材料中,纳米晶材料是不可忽视的一员。当一种金属或半导体的颗
粒
粒度半径小于该材料的激子的玻尔半径时,我们将之称为纳米晶体材料.
通常
情况下,对于半导体材料而言,我们也习惯将之称之为半导体纳米颗粒,
或者
半导体纳米晶。在过去,很多时候也曾存在着纳米量子点、纳米超微
粒、纳米
量子球或者纳米微晶等等各种不同的称呼和定义[2]。由于纳米晶材料
拥有比较特
殊的结构、异于寻常的物理性能和化学性质,所以,在今天,纳米晶材料
在光
电器件生产应用领域、生物医药生产应用领域、信息技术生产应用领域
以及化
工生产应用领域等诸多方面都具有着非常重要的、不可小觑的应用前
景,而越
来越多的广大科学工作者也对其显现出极大的科研兴趣,纳米晶材料已
经成为
物理领域、化学领域、生物领域和材料等领域的研究热点之一。时至今
日,已
研究的纳米晶材料,涵盖了磁性型纳米晶材料(Co, Fe304)、贵金属型纳
米晶材
料(Au, Pt)、半导体型纳米晶材料(CdSe, ZnS)、金属单质型纳米晶材
料(Fe, Ni)
和氧化物型纳米晶材料(Ti02, Zr02)等诸多类型。在以上诸多类型的材
料之中,
半导体纳米晶材料,也可以被称之为半导体量子点材料,在众多纳米材料
中,
尤为引起诸多科研工作者的注意。迄今为止,经过诸多科学家的努力,己
经成
功的制备出了各种形貌的半导体纳米材料,其中包括半导体纳米点型材
料、半
导体纳米带型材料、半导体纳米线型材料、半导体纳米管型材料、半导
体纳米
薄层型材料等等,通过各种验证,发现了半导体纳米材料的、许多的、与
常规
半导体材料不尽相同的奇异的物理性能和化学特性。就如今半导体纳米
晶材料
的制备来看,目前已经制备出的半导体纳米晶材料,主要包含在以下几个
大类
中:(1)IV族半导体纳米晶材料,如Si、 C。 (2)III-V族半导体纳米晶材
料,如InAs、
GaSb、 InP等半导体纳米晶材料。(3)n-VI族半导体纳米晶材料,如
CdSe、 CdS、
CuSe、 ZnSe、 ZnS等半导体纳米晶材料。(4)V-VI族化合物半导体纳米
晶,如
AsTe、SbS3、AsS3等半导体纳米晶材料。(5)多元化合物半导体纳米晶,
如CuInSe2、
CuInGaSe. CuInSs等半导体纳米晶材料。半导体纳米晶材料包含了许许
多多的
未知的化学过程和奇特的目前无法解释的物理现象,所以伴随着半导体
纳米材
料制备技术的不断的改进和发展,半导体纳米材料的优良的光谱特征,以
及其
优良的光化学稳定性,并将使该材料在物理研究、化学研究、生物研究
以及医
学研究中,展现出其极大的广阔的应用前景,而对半导体纳米材料的研
究,也
已经引起了整个科学界的广泛的关注与兴趣。
1.2半导体纳米晶的基本特性
1.2.1量子尺寸效应
对于半导体纳米晶材料来说,当该纳米晶的颗粒的尺寸逐渐减小到该对
应材
料激子的波尔半径时,随之而来的,便会出现所谓的量子尺寸效应。众所
周知,
根据已知的能带理论来说,当某种合成的材料的尺寸已经低于某个临界
值时,
电子在该材料中的运动便一定会受到某种三维的限制,即电子的能量在
三个不
同的维度方向上的量子化。这种三维的限制,导致该材料中的电子运输
无论是
在距离上还是维度上都受到了极大的限制,而该材料中的电子的平均自
由程便
无疑所以由于在该纳米晶材料中的载流子,即电子或者空穴,在纳米晶材
料中的运
动受到了很多限制,从而导致了其载流子动能的增加,进而相应的能带的
结构,
也从体相的连续的能带式结构,改变成为了类似于分子的准分裂的能级
结构[6],
举例来说,金属材料的费米能级附近的电子的能级,可以由准连续的能级
分裂
成为不同的分立的能级,而半导体纳米晶材料中存在着最高的、不连续
的、被
占据的分子轨道能级,以及最低的、未被占据的分子轨道能级,这样从而
使其
能隙发生变宽的现象,这些现象都可以被称为是量子尺寸效应[6'7]。半
导体纳米
晶材料的在吸收带边上的可能发生的蓝移现象,是量子尺寸效应在该材
料上的
一个突出表现。一些有代表性的半导体纳米晶材料,如硫化镉、硒化
镉、磷化
铟等,都曾经表现出了这一明显的、典型的光谱特征。举例来说,伴随着
纳米
晶材料颗粒粒径的减小,由于量子尺寸效应的显现,该材料的吸收波波长
和发
射波波长均可看到明显的向其短波方向移动,图1.2.1中可以看到,不同
的粒径
大小的CdSe纳米晶颗粒的荧光发射光光谱图和紫外-可见吸收光光谱图,
从图
中不难看出,紫外可见吸收光谱和荧光光谱的发射峰的位置,均是伴随着
材料
颗粒粒径的减小,而向着短波的方向发生蓝移的现象。值得关注的是,对
于这
些纳米颗粒而言,他们的化学组成以及晶体类型结构并不会随着它们的
尺寸减
那么该球形颗粒的表面原子总数将占总数的百分之五十,而当其粒径为2
纳米
时,那么它的表面原子总数将增加到百分之八十。面对如此庞大的比表
面积,
它的键态将出现严重的失配现象,球形颗粒的表面将出现许多的活性中
心,球
形颗粒表面将出现一种非化学平衡,而这种表面能的急剧增加的现象,使
得该
纳米体系的物理化学性质,与化学平衡的体相材料相比,便出现了极大的
差别。
而我们利用这种性质,可以将半导体纳米晶材料制备成为一种有高效催
化性、
催化性或光电转换性的新型材料等[8]。因此,如何有效的、可控制的调
节纳米
晶颗粒的表面,从而达到改善其纳米晶的物理、化学性能的目的,便成为
了一
个重要的、有深远意义的研究课题。