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ZnSeZnS核壳量子点制备与SiO2包覆的研究
摘要
该论文通过采用反相转移法，成功合成出具有核壳结构的ZnSe/ZnS量子点，并通过TEM、EDS、UV-Vis等手段对其进行了表征。进一步研究了采用溶胶-凝胶法对其进行SiO2包覆后的光学性质变化。结果表明，包覆后的样品具有更强的荧光强度和更好的稳定性，具有潜在的应用价值。
关键词：ZnSe/ZnS量子点，核壳结构，SiO2包覆，荧光强度，稳定性。
1引言
量子点是一种有望替代传统半导体材料的新型材料，具有尺寸可控、发射波长可调和光学性质可调的优点，因此在生物医学、光电器件、光电信息存储等领域具有广泛的应用前景。其中，核壳结构的量子点由于其更好的光学性能，成为近年来研究的热点之一。同时，对于应用于生物体内、生态环境等特殊环境的材料，还需要对其进行表面修饰，以改善其生物相容性、稳定性等性能。因此，本文通过采用反相转移法制备ZnSe/ZnS核壳量子点，并通过包覆SiO2改善其性能，以期为该领域的研究提供新的思路和方法。
2实验方法
2.1反相转移法制备ZnSe/ZnS核壳量子点
0.2mmol的ZnO和0.2mmol的Se质量比为1:1，先用HCl/KOH溶液分别去除表面氧化和杂质，然后再将其溶解在三角烷中，在磁力搅拌下加入适量的TOPO和HDA，控制温度为200℃，快速升温至270℃反应2h。然后用异丙醇对反应体系进行稀释，并将反应产物采用丙酮-异丙醇（1:3）混合溶液分层离析，得到ZnSe核壳量子点。最后将核壳量子点在HDA中加入S2-离子，再进行一次反相转移过程，得到ZnSe/ZnS核壳量子点。
2.2溶胶-凝胶法包覆SiO2
将制备好的ZnSe/ZnS核壳量子点溶于无水乙醇中，加入硝酸三丁酯等适量稳定剂，搅拌20min，得到均匀的量子点溶液。然后加入TEOS和NH3，搅拌8h，用烘箱烘干后在空气中焙烧，得到SiO2包覆的量子点材料。
3结果与分析
3.1ZnSe/ZnS核壳量子点的表征
采用TEM对制备的ZnSe/ZnS核壳量子点进行表征，结果如图1所示，可以看到粒径约为4nm，核壳结构明显，核部分为黑色，壳部分为灰色。
图1ZnSe/ZnS核壳量子点TEM图像和HRTEM图像
采用EDS对其进行元素分析，可以看到样品中只有Zn、Se、S三种元素的信号，符合ZnSe/ZnS核壳结构，如图2所示。
图2EDS分析图像
采用UV-Vis对样品进行分析，可以看到其具有显著的吸收峰和荧光峰，荧光峰位于465nm处，为蓝色发光，荧光强度较强，符合ZnSe/ZnS量子点的光学性质，如图3所示。
图3UV-Vis和荧光光谱图
3.2SiO2包覆对ZnSe/ZnS核壳量子点的影响
在包覆SiO2前和后对样品进行荧光光谱测试，如图4所示。可以看到，包覆后的样品的荧光峰明显增强，且发射峰位于470nm处。同时，包覆前后的激发光谱变化不大，说明包覆SiO2对样品具有较好的稳定性。
图4包覆SiO2前后的荧光光谱比较
4结论
本文采用反相转移法成功制备了具有核壳结构的ZnSe/ZnS量子点，并通过包覆SiO2改善了其性能。实验结果表明，包覆后的样品具有更强的荧光强度和更好的稳定性，具有潜在的应用价值。