新型Ⅱ-Ⅵ族量子點的合成、應用及機理研究.pdf

1、量子點是一種新型的無機半導體納米材料。為改善發(fā)光性質,量子點通常為核殼結構,水相合成的新型核殼結構量子點由于其良好的光學性質和光化學穩(wěn)定性,作為熒光探針在生物標記方面具有重要應用價值,相比有機相合成的量子點在生物標記方而有著獨特的優(yōu)勢。另外,摻雜量子點更顯出獨特的發(fā)光性質,從而吸引許多研究者的目光。如何通過“綠色化學”方法,發(fā)展一種適合工業(yè)化生產的高效發(fā)光量子點的合成路線顯得特別重要。本論文的主要工作是研究了新型核殼結構水相CdTe/C

2、dSe量子點的合成方法,并作為熒光探針用于腫瘤細胞——HeLa的標記,以及用硒粉為硒源合成了高質量的Mn:ZnSe和Mn:CdSe量子點。系統(tǒng)研究了反應條件,優(yōu)化了相關實驗參數,并研究了其相關機理。希望能對以后量子點的研究等方面提供有益的借鑒。
　　 本論文的主要研究工作及研究成果如下:
　　 1.水性CdTe和Type-Ⅱ CdTe/CdSe(核殼)量子點的合成
　　 報道了通過一條新穎而簡單的路線合成了水溶性

3、高效發(fā)光的CdTe和type-ⅡCdTe/CdSe量子點。通過控制CdSe殼層厚度,CdTe/CdSe量子點的發(fā)光范圍從510-640 nm連續(xù)可調。而且,具有最優(yōu)化CdSe殼層厚度的CdTe/CdSe量子點量子效率可達40％以上。CdTe/CdSe量子點的結構和組成通過高分辨電子顯微鏡、x-射線粉末衍射儀和x光電子能譜進行了表征,對其形成機理進行了深入細致的討論。
　　 2.葉酸介導的type-Ⅱ CdTe/CdSe量子點作為

4、熒光探針標記腫瘤細胞
　　 采用穩(wěn)定性和水溶性好、發(fā)光強度高的type-Ⅱ CdTe/CdSe量子點與葉酸偶聯,利用葉酸與葉酸受體高度親和的特性,使之成為一種高效的熒光探針來標記腫瘤細胞——HeLa細胞。通過熒光顯微鏡來觀察在HeLa細胞里通過葉酸偶聯的CdTe/CdSe量子點,結果表明葉酸偶聯的CdTe/CdSe量子點有效地進入腫瘤細胞,在HeLa細胞內展現了良好的成像和示蹤功能。這說明高質量量子點是細胞標記的一種很好的熒光探

5、針,在生命科學領域有著重要的應用價值。
　　 3.高質量Mn:ZnSe量子點的合成及相關機理研究
　　 通過使用空氣中穩(wěn)定和易得原料,比如硬脂酸鋅(錳)、相應的硬脂酸、硒粉、脂肪胺和十八烯,合成了高質量、純雜質離子發(fā)光和量子效率高達40-60％的Mn摻雜的ZnSe量子點(Mn:ZnSe摻雜量子點)。在合成路線中,去除了易燃易爆、高毒性和價格昂貴的有機膦,因為脂肪胺的存在使得元素硒的反應活性增強,這也在很大程度上改變了反應

6、的進程。對“成核摻雜”的兩個關鍵步驟,即MnSe納米簇的形成和ZnSe的包覆,進行了系統(tǒng)的討論。通過前驅體“二次注射”模式調節(jié)了在摻雜量子點中的Mn離子“晶格擴散”的程度。獲得的摻雜量子點為立方相晶體結構,具有優(yōu)化的球形形貌,呈單分散分布以及可控的Mn:Zn比。
　　 4.Mn摻雜的CdSe量子點的合成及機理研究
　　 通過采用“成核摻雜”的路線將量子點成核過程和生長過程分離,采用硒粉為硒源,脂肪胺活化反應,合成了高質量