共掺杂型水溶性ZnSe量子点的制备与荧光调控

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共掺杂型ZnSe量子点是指在主体ZnSe量子点中掺入两种不同的杂质离子而形成的复合型纳米材料。通过对掺杂元素进行调控,可以得到荧光性能可控的共掺杂型ZnSe量子点。本文围绕着水溶性掺杂型ZnSe量子点的制备与荧光调控展开研究,具体内容如下:通过共掺杂的方法制备了水溶性Ag,Mn:ZnSe量子点,提出利用Ag+充当无辐射复合中心,有效地抑制了ZnSe本征荧光与缺陷荧光,提高了Mn:ZnSe量子点的单色性。通过调节Ag+掺杂量、反应时间、Zn储存液中MPA/Zn比例以及溶液pH值等实验条件,最大程度优化了Ag,Mn:ZnSe量子点的单色性。探究了Mn:ZnSe量子点与Ag,Mn:ZnSe量子点激子耗散方式的差异,发现杂质Ag+会引入一个较快的激子耗散渠道,降低ZnSe本征荧光的辐射复合速率(krZnSe)以及电子从ZnSe导带到缺陷能级的转移效率(ΦETTS),从而抑制ZnSe本征荧光与缺陷荧光,同时Ag+不会严重影响电子从ZnSe导带到Mn杂质能级的转移效率(ΦETMn),对Mn杂质荧光影响较小。该工作首次提出了纳米尺度的滤波效应,解决了水溶性Mn:ZnSe量子点单色性较差的缺点,其中掺杂无辐射复合离子的方法为量子点荧光调控提供一种新思路。研究了溶液pH值、Zn储存液注入速度以及反应温度等实验条件对Cu,Mn:ZnSe量子点荧光性质的影响。通过调控量子点的尺寸,实现了对Cu杂质荧光和Mn杂质荧光的调控,通过调控Cu与Mn杂质荧光的峰位以及荧光强度获得了多色荧光,并且成功调制出白色荧光,使单一量子点具备白光发射能力。该工作为量子点在半导体器件领域提供了一种无毒的白色发光材料。
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