CuInS2核壳结构量子点制备与性能研究的开题报告.docx

CuInS2核壳结构量子点制备与性能研究的开题报告
题目：CuInS2核壳结构量子点制备与性能研究
一、研究背景及意义
随着纳米技术的发展，具有优异光电性能的半导体量子点逐渐成为新一代材料的研究热点。CuInS2（CIS）是一种半导体材料，具有较优异的光电性能，但目前单一纯度的CIS量子点制备仍然存在着困难与不足。因此，将CIS以核壳结构量子点的形式制备出来，是一种十分具有潜力的方法。同时，核壳结构量子点具有更高的量子产率、更好的物理化学稳定性和更强的荧光强度等优点，更有望应用于LED光电器件、生物医学成像等领域。因此，对CuInS2核壳结构量子点的制备及其光电性能的研究具有重要的现实意义与应用价值。
二、研究内容
本课题旨在通过水相沉淀汇聚法结合热分解法制备出高水平的CuInS2核壳结构量子点，并对其进行动力学、稳定性、荧光发射和电子结构等方面的性质研究。主要研究内容如下：
1.纯度合适的前驱体材料的筛选和制备，通过粉末X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）验证其单晶性与晶体结构；
2.通过水相沉淀汇聚法结合热分解法制备出具有较高流明值和低荧光寿命的CuInS2核壳结构量子点，通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命等实验手段对其性质进行表征，并研究不同条件下形成核与壳的影响因素；
3.对合成得到的CuInS2核壳结构量子点进行电化学测试，探究其在电极材料方面的应用潜力；
4.对合成得到的CuInS2核壳结构量子点进行生物医学成像实验，验证其生物相容性以及成像性能；
5.结合理论计算，对提供CuInS2核壳结构量子点的电子结构等进行深入的研究。
三、研究计划与预期结果
本研究项目主要在两年内完成。具体计划如下：
1）第一年：选择适宜的CIS核壳结构量子点前驱体材料进行制备，采用粉末X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对其分别进行结构、形貌表征；
2）第二年：制备合适量子产率、发射波长和荧光寿命的CIS核壳结构量子点，进行紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱、荧光寿命测量等实验，并研究温度、反应时间等条件对其光电性质的影响；顺便进行电化学测试以及生物医学成像实验。
预计结果：
1）成功制备出分散、形貌稳定且荧光发射波长合适的CuInS2量子点；
2）对不同制备条件下形成核与壳的影响因素进行探究，并确定出制备CuInS2核壳结构量子点的最佳条件；
3）对CuInS2核壳结构量子点的电子结构等进行深入研究，为进一步应用提供更多基础知识。