【摘 要】
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纳米尺度的PbS胶体量子点的能带从近红外区域蓝移到可见光区,这一特点使其呈现出与体相材料不同的光学性质和电学性质,因而被广泛应用于非线性光学器件、红外探测器以及太阳
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纳米尺度的PbS胶体量子点的能带从近红外区域蓝移到可见光区,这一特点使其呈现出与体相材料不同的光学性质和电学性质,因而被广泛应用于非线性光学器件、红外探测器以及太阳能电池等领域。这些器件一般可以通过掺杂来调整其载流子浓度。然而,实现PbS胶体量子点的稳定掺杂目前仍然是一个挑战。PbS胶体量子点在未经掺杂处理时通常表现为p型,如果PbS胶体量子点可以有n型特性,就可以与p型的PbS胶体量子点组合来制备同质结,从而避免高温烧结制备TiO2电极以及很多因为烧结所带来的问题。同时,同质结也可以避免异质结所产生的界面效应。另外钝化或掺杂还可以使量子点在呈现n型特性的同时拥有更好的电学性能。本文首先介绍了相关背景知识。包括量子点的基本概念及其物性,量子点掺杂的由来,目前发展的现状以及所存在的问题;然后阐明了量子点合成以及掺杂钝化的微观机理;接着介绍了一种以硫化氢(H2S)气体为硫源制备硫化铅(PbS)量子点的方法,分析温度和生长时间对粒径的影响;随后详细描述了阳离子置换法制备PbS胶体量子点以及后续四丁基碘化铵(TBAI)处理等掺杂过程。样品测试和数据分析工作包括:通过紫外-可见吸收峰判断粒子粒径的变化;通过傅里叶变换红外光谱判断处理前后有机键的变化情况;运用X射线衍射仪测试生成的PbS胶体量子点的结构。根据上述测试所得数据分析量子点性能与合成条件的关系,不断优化实验方案,并最终制备出掺杂良好、性能优异的单分散PbS胶体量子点。
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