CdSe納米棒制備及光學特性分析

林志遠

摘? 要：文章通過熱合成法成功制備出CdSe納米棒，并對其進行光學特性表征，且發現在室溫下隨著放置時間的增加，其熒光強度逐漸增加。

關鍵詞：CdSe納米棒;熒光強度增加;分析

中圖分類號：TB383? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）08-0094-02

Abstract： In this paper， CdSe nanorods were successfully prepared by thermal synthesis and characterized by optical properties. It was found that the fluorescence intensity of CdSe nanorods increased gradually with the increase of storage time at room temperature.

Keywords： CdSe nanorods; fluorescence intensity increase; analysis

1 概述

硒化鎘（CdSe）納米棒是一種常見的直接躍遷寬帶隙Ⅱ-Ⅵ族半導體納米材料，具有較低的吸收系數，有較高的消光系數、很大的非線性系數、較高的抗激光損傷閾值等特點，同時其波長覆蓋范圍可以覆蓋整個可見光區域內[1]。研究表明，CdSe納米棒的發射波長可通過改變其長徑比在可見光范圍內進行調控。利用不同粒徑和長徑比的CdSe發射波長不同的特性，CdSe納米棒可被用來制備發光二極管和高效的太陽能電池。同時由于它具有較大的平均原子序數，對高能射線具有較高的阻止能力，室溫時可施加高電場，漏電小、穩定性高、不易潮解等優點是制備室溫核輻射探測器的重要材料，也已被廣泛用于非線性光學、氣體傳感器、薄膜轉換器、γ射線探測器等[2]。

目前CdSe合成的主要方法有模板法、熱注入法、氣象提拉法（VUVG）、聚合物控制生長法、液相膠體合成法等多種合成方法。在眾多合成CdSe納米棒的方法中，熱合成法易于操作，且可以在合成的過程中避免與空氣接觸，起到保護作用，所以本文選用熱合成法作為制備納米棒的方法。

2 實驗部分

將109.0mg硒粉與1.0g的TOP溶液混合，隨后在氮氣保護下室溫攪拌5min使Se完全溶于TOP中得到Se-TOP溶液。接下來在氮氣的環境下，將102.7mg CdO、1.9g TOP與414.8mg TDPA放入50ml三頸燒瓶中加熱至300℃，將上述制備的Se-TOP溶液快速的注入到三頸燒瓶中，然后溫度降至260℃，繼續加熱3min后，將產物離心加入甲苯中即可得到CdSe溶液。

3 結果與討論

將反應得到的CdSe納米棒溶液利用紫外-可見-近紅外熒光光度計，及熒光光度計表征，其結果分別如圖1，圖2所示。從圖1中可以看出CdSe納米棒的第一激子吸收峰在625nm。圖2中所示的光致發光信號采用熒光分光光度計測定，測定條件為激發波長320nm，狹縫寬度為10nm。根據圖2中的發射光譜可以看出CdSe納米棒發射峰在650nm左右，其斯托克位移較大[3]。

將制備納米棒通過透射電鏡對其結果進行表征，其結果如圖3所示。通過圖3可以發現其形貌為棒狀結構，進而證明實驗方法已經成功制備出CdSe納米棒。根據CdSe納米棒的高分辨透射電鏡圖顯示（圖4）制備出的納米棒具有晶格結構。

將CdSe納米棒放置避光且密閉的真空環境下保存，發現隨著放置時間的增加，CdSe納米棒熒光強度逐漸增加，其結果如圖5所示。雖然隨著放置時間熒光強度會發生變化，但是CdSe納米棒的熒光發射峰的位置卻并沒有發生變化，這就說明隨著放置時間的增加，納米棒的粒徑并沒有因放置時間的改變而發生變化。CdSe納米棒的熒光發射強度提高的原因是由于在CdSe納米棒溶液中還存在未反應的單體[4]，隨著放置時間的增加，未反應的單體會繼續反應生成CdSe納米棒。

4 結束語

本文通過熱合成法成功制備出CdSe納米棒，隨后對其進行了吸收發射特性的表征，發現其存在較大的斯托克位移。隨后通過透射電鏡對制備出的CdSe進行表征，進一步驗證制備出的CdSe納米材料為棒狀結構。由于溶液中存在未反應的單體，在真空密閉環境下，隨著放置時間的增加，單體繼續反應進而使得CdSe納米棒熒光強度逐漸增加。

參考文獻：

[1]Bunge S D， Krueger K M， Boyle T J， et al. Growth and morphology of cadmium chalcogenides： the synthesis of nanorods， tetrapods， and spheres from CdO and Cd（O2CCH3）2[J]. Journal of Materials Chemistry， 2003，13（7）：1705.

[2]張大勇.CdSe半導體量子點薄膜及光伏器件中激子動力學過程的研究[D].哈爾濱工業大學，2013.

[3]Sih B C， Wolf M O. CdSe Nanorods Functionalized with Thiol-Anchored Oligothiophenes[J]. The Journal of Physical Chemistry C， 2007，111（46）：17184-17192.

[4]And Z A P， Peng X. Nearly Monodisperse and Shape-Controlled CdSe Nanocrystals via Alternative Routes： Nucleation and Growth[J]. Journal of the American Chemical Society， 2002，124（13）：3343-53.