Главная » 2014 » Июль » 16 » Скачать Исследование процессов коллоидного синтеза наночастиц галогенидов серебра и халькогенидов кадмия различной структуры и состава. бесплатно
9:30 PM
Скачать Исследование процессов коллоидного синтеза наночастиц галогенидов серебра и халькогенидов кадмия различной структуры и состава. бесплатно
Исследование процессов коллоидного синтеза наночастиц галогенидов серебра и халькогенидов кадмия различной структуры и состава
Диссертация
Автор: Николенко, Денис Юрьевич
Название: Исследование процессов коллоидного синтеза наночастиц галогенидов серебра и халькогенидов кадмия различной структуры и состава
Справка: Николенко, Денис Юрьевич. Исследование процессов коллоидного синтеза наночастиц галогенидов серебра и халькогенидов кадмия различной структуры и состава : диссертация кандидата химических наук : 02.00.04 / Николенко Денис Юрьевич; [Место защиты: Ин-т проблем хим. физики РАН] - Черноголовка, 2009 - Количество страниц: 108 с. ил. Черноголовка, 2009 108 c. :
Объем: 108 стр.
Информация: Черноголовка, 2009
Содержание:
Введение
Глава 1 Литературный обзор
11 Квантовые размерные эффекты
12 Энергетические уровни
13 Оптические переходы
131 Спектры поглощения полупроводниковых нанокристаллов г32 Спектры флуоресценции полупроводниковых нанокристаллов
14 Химические методы синтеза нанокристаллов
141 Нуклеация
142 Рост
143 Мицеллярный синтез
144 Коллоидный высокотемпературный синтез полупроводниковых нанокристаллов
15 Свойства полупроводниковых НК
16 Свойства анизотропных НК
Глава 2 Методика
21 Реактивы
22 Приготовление образцов
Глава 3 Нанокристаллы галогенидов середра в обратных мицеллах
31 Получение нанокристаллов смесевого состава
32 Синтез НК Agl/AgBr типа ядро - оболочка
33 Перекристаллизация НК AgHal
Глава 4 Высокотепературный синтез наночастщ
41 Получение сферических НК CdSe
42s Влияние температуры на синтез CdSe
43 Получение НК CdSe@ZnSe
44 Высокотемпературный синтез тетраподов CdSe
Выводы
Публикации по материалам диссертации
Введение:
Коллоидные полупроводниковые нанокристаллы с характерным размером в несколько нанометров, которые в литературе также называют квантовыми точками (КТ), в последнее время являются объектами пристального внимания исследователей во всем мире. В таких нанокристаллах (НК) обнаружен квантово-размерный эффект, состоящий в том, что ширина запрещенной зоны НК и энергии электронный переходов, в том числе экситонное поглощение и люминесценция, могут значительно изменяться при небольшом изменении размера НК. В ряде случаев полоса люминесценции или красная граница поглощения НК сдвигается на величину порядка 100 нм в видимой области спектра при изменении размера НК в пределах одного нм. Такие эффекты были обнаружены для наночастиц халькогенидов кадмия, галогенидов серебра и других полупроводниковых материалов. Квантово-размерный эффект находит широкое применение в наноэлектронике и нанофотонике [1,2].
Успехи в развитии методов синтеза флуоресцентных нанокристаллов (квантовых точек) с заданными свойствами и методов функционализации их поверхности открыли пути создания нового класса флуорофоров для многочисленных биологических и медицинских применений [3].
Спектрально-люминесцентными характеристиками полупроводниковых НК можно управлять не только за счет изменения их размера, но и путем изменения формы и химического состава [4]. Например, НК CdSe, имеющие форму наностержней, обладают четко выраженной поляризованной люминесценцией, при этом Стоксов сдвиг зависит от соотношения аспекта [5]. Эффективным приемом управления свойствами НК является создание структур типа «ядро/оболочка». Гетеропереход в структуре «ядро/оболочка» при соответствующем подборе пары полупроводниковых материалов позволяет существенно изменять спектрально-люминесцентные свойства НК. Кроме того наращивание оболочки из полупроводникового материала с большей шириной запрещенной зоны, позволяет в ряде случаев значительно увеличить квантовый выход люминесценции и уменьшить ее деградацию, которая, как правило, обусловлена процессами окисления поверхности полупроводникового НК.
Особенно ярко квантово-размерные эффекты проявляются в случае узкого распределения НК по размерам. Более того, при величине дисперсии распределения порядка 5-7 % ширины полос экситонной люминесценции могут составлять 15-20 нм.
Одним из наиболее простых и доступных способов, позволяющих получать нанокристаллы (НК) малого размера вплоть до нескольких нанометров, являются жидкофазные методы синтеза. Наиболее перспективными являются два метода: синтез в обратных мицеллах (ОМ) типа "вода-в-масле" и коллоидный высокотемпературный синтез. Данные методы синтеза открывают широкие возможности для получения, стабилизации и изучения свойств НК. Варьируя условия проведения химических реакций в обоих методах, можно управлять не только размером НК, но и их структурой и формой. Однако управление этими процессами с целью получения требуемых НК, а тем более заданного распределения по размерам, является непростой задачей. Для ее решения необходимо детальное исследование механизмов коллоидного синтеза и выяснение факторов, определяющих размер, структуру и форму НК.
Цель настоящей работы состояла в изучении процессов формирования НК различного состава, структуры, формы, с использованием растворов обратных мицелл и метода высокотемпературного коллоидного синтеза и исследование их спектрально-люминесцентных свойств.
Были сформулированы следующие задачи: создание лабораторной установки для высокотемпературного коллоидного синтеза, позволяющей контролировать подачу реагентов, осуществлять отбор проб, регулировать температуру синтеза,
• разработка методов получения НК халькогенидов кадмия, в том числе сферических НК CdSe, НК типа ядро/оболочка и тетраподов CdSe в процессе высокотемпературного коллоидного синтеза, а также поиск способа управления распределением по размерам получаемых НК
3"-, I
• разработка способов получение НК AgHal типа ядро/оболочка и НК смесевого галоидного состава с размером в несколько нанометров на основе мицеллярного метода
• изучение спектрально-люминесцентных свойств НК AgHal, полученных в обратных мицеллах, и НК CdSe, синтезированных высокотемпературным методом; подтверждение их структуры с помощью методов электронной микроскопии и рентгено-фазового анализа.
Положения, выносимые на защиту
На защиту выносятся следующие положения:
1. Содержание полностью сокристаллизуемого I в смесевых НК AgIxBrxi размером около 5 нм может значительно превышать равновесное значение, достигаемое в микрокристаллах.
2. НК Agl в ОМ за счет изменения ионного окружения могут менять свою кристаллическую модификацию.
3. Предложен способ синтеза в обратных мицеллах структур типа ядро/оболочка.
4. Разработан способ управления ростом и распределением по размерам НК в методе высокотемпературного коллоидного синтеза, основанный на контролируемом понижении температуры во время синтеза. Показано, что данный способ позволяет продлевать стадию фокусировки без добавления дополнительных реагентов
5. С использованием фокусировки за счет управляемого понижения температуры разработаны методики получения высокооднородных по размерам сферических КТ CdSe, а также КТ CdSe@ZnSe со структурой ядро-оболочка.
6. Предложна модификация высокотемпературного коллоидного метода позволяющая получать тетраподы CdSe с высоким кристаллографическим выходом.
