魔力尺寸硒化镉纳米晶的压力稳定性研究

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魔力尺寸纳米晶体(Magic-Sized Nanocrystals,MSNs)一经出现就迅速吸引了人们的眼球,这主要归功于它拥有着精确到原子个数的组成,而这些不同于常规量子点的特性使得它比一般的量子点要更稳定。与超小纳米晶体相比,MSNs在组成和尺寸方面都表现出相似的性质,但是它们的吸收峰宽度和生长机制类型并不一样。MSNs的吸收峰很窄,因为它所拥有的原子数量不是任意的,而是可以组成稳定的、紧凑排列结构的原子数目。另外,在合成过程中,随着反应周期的延长或温度的升高,MSNs的生长是不连续的,吸收峰也不是连续变化的,但是它却一直维持着稳定的结构。正是由于魔力尺寸材料在物理和化学方面表现出这些新奇的性质,众多科研工作者乐此不疲的对它展开了研究和探索并制备了多种MSNs材料,而在本论文中我们将目光投向了它的稳定性研究。CdSe纳米晶体因为其尺寸依赖的发光以及较窄的带隙,一直是非常热门的研究方向,并且人们发现具有魔力尺寸的硒化镉纳米晶体(CdSe MSNs)产生出了不同的现象。CdSe MSNs光学谱的半峰宽很窄,这归因于它精确到具体原子数的组成。除此之外,CdSe MSNs的吸收峰在生长过程中还很稳定,基本上不会看到它的吸收峰随着生长而移动。目前,有很多课题组通过改变配体、反应温度或者掺杂来调节CdSe MSNs的光学性质,但是CdSe MSNs在极端环境下的研究还比较少。压力,被人们当作除了温度和化学组分之外的热力学参量,通过改变原子间的距离,将电子的轨道云之间的轨道行为改变,在很大程度上是可以改变电子的成键方式的。早在上世纪90年代,高压光学响应的研究就被人们用到了CdSe纳米晶体上,但是魔力尺寸硒化镉纳米晶体由于它本身合成就比较困难,一不小心就长成了尺寸较大的量子点,几乎没有人去做有关魔力尺寸硒化镉纳米晶体的压力下的性质测试。本论文对压力下CdSe MSNs材料的稳定性造成的影响进行评估测试,不仅对探究MSNs这种材料的结构和它的光学性质等之间存在着的普遍联系有帮助,还能为更加稳定的新型光电材料的研发提供参考,以做到研制出耐高压的光学器件。在本论文中,我们用一锅煮的方法合成了魔力尺寸硒化镉纳米晶体,研究它在压力下的性质变化。我们主要测试的是CdSe的光学特性。通过课题组自主搭建的高压实验测试系统,测试出了高压下CdSe MSNs材料的荧光和吸收光谱,发现荧光光谱的峰位在压力下并没有发生移动,在压力下仍然可以保持很好的稳定性,而这个特点与常规量子点在压力下的反应是完全不同的。并且我们发现释放压力之后,CdSe MSNs也能保持很好的形貌。我们用实验证实了魔力尺寸硒化镉纳米晶体不仅在常压下稳定,它在较高压力的影响下也仍然能够保持很好的稳定性,这一结论补充了极端压缩条件下的魔力尺寸纳米材料的研究。
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