ZnS∶Co半导体量子点的制备及其光电化学性质.pdf

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1、物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)244ActaPS．一Chim．Sin．，2010，26(1)：244—248January[Article】WWW．whxb．pku．edu．cnZnS：Co半导体量子点的制备及其光电化学性质杨旭周宏沈彬，张玲(东南大学化学化工学院，南京211189；南京晓庄学院生物化工与环境工程学院，南京211171)摘要：采用低温水热技术，分别以柠檬酸(CA)和巯基丙酸(MPA)为稳定剂，在70℃的水相中合成了单分散的，粒子尺寸约为4nm的ZnS：Co半导体量子点．研究了稳定剂、Co掺杂剂及其掺杂量对掺杂量子点发光性能和结构的影响．XRD结果表明，co离子

2、主要掺杂在量子点表面，对主体ZnS晶格没有影响．当采用MPA为稳定剂，掺杂量为5％(摩尔分数)时，掺杂量子点的荧光发射强度最高；而同样掺杂量下采用CA为稳定剂时，量子点的荧光发射强度有所下降．循环伏安研究显示，与空白ZnS量子点相比，Co2+N子的掺杂在ZnS的禁带中形成杂质能级，相应地，ZnS：Co量子点的吸收边发生红移．与未掺杂ZnS量子点相比，掺杂量子点具有较少的表面非辐射复合中心，因而荧光发射强度显著提高．关键词：光致发光；ZnS：Co；量子点：掺杂；制备；电化学中图分类号：0649Synthesisand0ptoelectrochemicalPropertiesofZnS：CoSem

3、iconductorQuantumDotsYANGXuZHOUHongSHENBinZHANGLing(SchoolofChemistryandChemicalEngineering，SoutheastUniversity,Nanjing211189,P．R．China；2BiochemicalandEnvironmentalEngineeringCollege，NanjingXiaozhuangUniversity,Nanjing211171，P．R．China)Abstract：Co“dopedZnSsemiconductorquantumdots(QDs)weresynthesizedi

4、nanaqueoussolutionat7O℃usingcitricacid(CA)ormercaptopropionicacid(MPA)asastabilizer．Theas—preparedundopedandtheCodopedZnSquantumdots(QDs)werecharacterizedbyUV—Visspectrum，photoluminescence(PL)spectrum，X—raypowderdiffraction(XRD)，cyclicvoltammetry，andtransmissionelectronmicroscopy(TEM)．Westudiedthede

5、pendenceofthedopedZnSquantumdotsphotoluminescenceonthedopantandthedopantconcentration．ResultsshowthatCoiO／ISaredopedmainlyontheZnSnanocrystalSsurfaceandasaresult，theband—edgeandsurfacedefectemissionsoftheZnSquantumdotsaresubstitutedbyaCo*-relatedPLemission．Thebestphotoluminescenceintensitywasobtaine

6、dforme5％(molarfraction、cobaltdopedZnSquantumdotswithMPAasthestabilizer．ThecobaltdopedZnSquantumdotsare4amindiameterandaremOnodisDersive．KeyWords：Photoluminescence；ZnS：Co；Quantumdots；Doping；Preparation；Electrochemistry半导体纳晶，也称半导体量子点，特别是II．VI作组研究了磁性Mn离子掺杂的CdS量子点，发簇半导体量子点，在细胞成像、催化、磁介质、生物传现Mn离子在主体CdS纳晶中

7、以两种状态存在，一感、生物标记及光电子器件等方面具有极为广阔的种和体相材料类似，即处于量子点内部取代晶格中应用前景．近年来，在单纯的半导体量子点内部的Cd离子，另一种存在于纳晶表面层；主体CdS引入磁性过渡金属离子杂质，例如Mn2+．Co。离子，纳晶和掺杂Mn离子之间的有效能量传递主要发而形成的稀磁半导体材料，为获得具有特殊光、电、生在处于纳晶表面层的Mn离子由此而产生隶属磁性质的量子点开辟了一条