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基于AFM诱导胶体量子点纳米结构沉积的研究

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目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 量子点纳米结构的应用

1.3 典型制备量子点阵列的方法

1.3.1应力场调制下的自组织生长法

1.3.2图形衬底上选择性的分子束外延法

1.4 AFM在构建半导体量子点阵列中的应用

1.4.1 基于AFM的加工技术

1.4.2 AFM辅助技术诱导制备量子点阵列

1.4.3 AFM辅助诱导制备量子点阵列的研究现状

1.5 本论文研究目的及意义

第二章 理论基础

2.1引言

2.2 AFM机械刻蚀加工机理

2.2.1 AFM工作原理

2.2.2 AFM针尖刻蚀机理分析

2.3 光诱导电化学沉积原理

2.3.1光诱导电极反应动力学

2.4 本章小结

第三章 胶体CdSe量子点的制备及表征

3.1引言

3.2 胶体化学法

3.2.1 胶体化学法制备CdSe量子点的原理

3.2.2 胶体化学法的发展历程

3.3 实验部分

3.3.1实验试剂与仪器设备

3.3.2 CdSe量子点材料的制备及提纯

3.4形貌结构与性能表征

3.4.1 CdSe量子点的X射线衍射表征

3.4.2 CdSe量子点的SEM和TEM表征

3.4.3 CdSe量子点的傅里叶红外光谱

3.4.4 CdSe量子点的吸收与荧光光谱表征

3.5本章小结

4.1引言

4.2 AFM机械刻蚀纳米孔阵列

4.2.1 实验仪器及材料

4.2.2 实验过程

4.3 加工参数对加工结果的影响

4.3.1 加载力

4.3.2 刻蚀速率

4.3.3 循环次数

4.4 纳米孔阵列结构的制备

4.5 皮秒激光诱导沉积制备胶体CdSe量子点阵列

4.5.1皮秒激光诱导微流体电化学沉积法

4.5.2 实验测量装置与测量方法

4.6 结果与讨论

4.7 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 研究工作总结

5.2 工作展望

致谢

参考文献

硕士期间参与项目及科研情况

声明

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摘要

量子点及组成的复杂纳米结构具有优异的光学性质,可调的能带结构等优点,已广泛应用于生物医学、太阳能电池、激光器及LED显示技术等诸多领域。但由于量子点具有大的比表面,易受外界环境影响而被氧化和团聚,极大限制其在实际中的应用。针对这一问题,行之有效的方法是采用各类有机分子包覆量子点使其保持稳定,这为利用量子点构筑纳米器件提供了新的思路。 原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)因其具有分辨率高、操作简单、可在空气、真空和液态等环境下工作的优点,已成为纳米技术研究领域中不可或缺的工具。本文通过AFM机械刻蚀技术,结合光诱导电化学沉积法制备出分布均匀且有序的胶体CdSe量子点阵列结构,其主要研究工作如下: 1、采用胶体化学法,制备了表面具有油酸分子包覆的胶体CdSe量子点。所制备的CdSe量子点为闪锌矿纳米结构,并以胶体团簇形式存在于正已烷溶液中,且有良好的分散性,尺寸均匀,能够与其它带正电离子结合,为电化学沉积方法制备纳米结构提供了可靠的原材料。 2、根据AFM机械刻蚀的基本原理,在铝薄膜表面进行纳米孔结构的构筑。通过分析不同加工参数(加载力,刻蚀速率,循环次数)对纳米孔形貌和深度的影响,确定了最佳的加工参数:加载力7.36μN,刻蚀速率4μm/s,循环次数6次,最后利用该参数得到了分布均匀的铝孔阵列。 3、将铝孔阵列结构作为图形衬底,采用皮秒激光诱导电化学沉积(Optical induced electrochemical deposition,OIED)方法将表面带有羧基的CdSe量子点诱导沉积于阵列结构上,形成了铝基有序的CdSe量子点阵列纳米结构;然后,采用扫描近场显微镜(Scanning near field optical microscope,SNOM)原位地进行了形貌和荧光研究。结果表明,在衬底结构上获得了具有均匀有序的胶体CdSe阵列及其稳定的荧光光谱。该研究结果可为新型的高精度传感器、探测器、光伏、光催化等领域的研究提供基础。

著录项

  • 作者

    黎显继;

  • 作者单位

    贵州大学;

  • 授予单位 贵州大学;
  • 学科 电子科学与技术
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 秦水介;
  • 年度 2019
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    AFM; 诱导; 胶体; 量子点; 纳米结构;

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