CdSe量子點與CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe核殼結構量子點之合成與性質分析

Abstract

本論文主軸是研究CdSe量子點與CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe核殼結構量子點之合成；而從紫外光-可見光吸收光譜、光激發光光譜、粉末X光射圖譜、穿透式電子顯微鏡影像和高解析度光電子能譜來分析探討CdSe量子點之光學與結構性質，及形成核殼結構後，對光學與結構性質上所造成的影響。 在以化學膠體法合成CdSe量子點的方面，固定的Cd/Se前驅物比例和反應溫度的條件下，已經可以利用反應時間來取得不同粒徑大小、不同光色的CdSe量子點，並且尺寸分佈相當均勻，結晶度高。而CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe量子點合成後也透過分析，確定其核殼結構的形成。 光學性質方面，CdSe量子點呈現量子侷限效應的影響，即隨著量子點尺寸的減小，能隙會逐漸變大，而有藍位移的現象，並且由文獻所得的公式，可計算出量子點之粒徑；而CdSe/ZnS、CdSe/ZnSe核殼結構量子點也因量子穿遂效應，因殼層成長而產生紅位移現象。 結構性質方面，經過配峰的結果，CdSe量子點為wurtzite結構，並且長短軸的比值約為1.3，為橢球型；從TEM影像來看，也能證實這項結果。而CdSe/ZnSe核殼結構量子點也可得到因核殼結構形成，使各繞射峰往高角度移動的結果。CdSe/ZnS量子點雖未有明顯位移，但可能是因殼層較薄，對X光繞射貢獻較少，所以結果不顯著。 光電子結構方面，可看出Se 3d 可分為表面與塊材兩部分，顯示表面Se原子與表面包覆劑鍵結。以吡啶取代表面TOPO/TOP的CdSe量子點後，有電荷消耗的情形，導致激發光強度的減弱，使表面狀態HOMO峰的強度下降。