基于量子点自组装过程水相CdTe纳米分枝结构制备.pdfVIP

第七届全国光子学学术会议论文摘要集 中国·长春2010年7月11日．16日 基于量子点自组装过程的水相CdTe纳米分枝结构的制备 潘凌云％2，刘鸿2 1吉林大学，电子科学与工程学院，集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验 区．130012 2吉林大学，物理学院，光信息科学与技术系，130012 0431．8516．8243 ’ply◎lu．edu．ca 纳米分枝状结构，由于其结构的特殊性，成为第三代太阳能电池的主要备选材料l2。 在吸收光过程中，其分支结构不但可以增大吸收面积，还可以通过强散射增加吸收光程；在 光电流产生方面，由于其利于电荷转移的渗透型结构，使每一个个体都可以充当一个光电转 换体，每一个个体并联起来对最后的总输出电流作贡献。因此，纳米分枝结构在低浓度下就 sunAM 换效率可以达到2．2％／one 1．5G3。CdTe作为II．Ⅵ族中另外一种可用来做光电转换 的材料，其各种纳米结构的制备和光学性质研究近几年有广泛报道。多维纳米材料的制备， 除去常用的合成手段，随着量子点制备技术的完善，基于量子点的自组装过程因为其强烈的 o 人工可控性，被越来越多的采用3 分别报道了自组装形成的CdTe纳米线，纳米片和纳米分枝状结构¨。但是，已报道的结果 中，对于分枝结构，其自组装周期都比较长，少则一天，多则两个星期甚至一个月，且产率 有限“。本文报道了一个简单快速的制备CdTe纳米分枝方法，并对其光学性质做了初步 的研究。 acid．CdTe以l：5的体积比与乙腈混合，溶液瞬时微浑浊。离心机6000 Thiol91)rcolica rpm 离一1),20分钟后，去除上层清液，按不同的比例用pH为9的NaOH溶液稀释，将所得沉淀溶解， 80℃暗室中水浴加热再溶解的液体，80min和330min各提取一次样品。 CdTe量子点的自组装过程被认为，主要是通过量子点之间的偶极一偶极相互作用驱使 的。乙腈的加入，调整了溶液的离子强度或量子点周围介质(溶剂)的介电常数，使得量子 点表面电荷密度减小，量子点之间的斥力减小，偶极作用相对增强，量子点之间自组装趋势 被显著增强。两个非常接近的量子点，其表面钝化基，thiolglycolicacid(TGA)会产生纠缠， 量子点的组装需要克服这种纠缠：两个量子点之间的溶剂分子也需要被挤走，量子点才能够 接近，并组装，这是自组装除表面能以外必须克服的另一个势垒。加热使得量子点热运动加 剧，碰撞几率增加，有助于克服以上两个表现为阻碍自组装过程的斥力7。因此短时就可获 得纳米线，如图一1a所示。由细节可以明显看出，每一个粗的纳米线是由细纳米线平行排列 组成的。延长水浴时间并提高再溶浓度至O．8倍原溶液，形成的纳米线密度被提高，于是纳 米线之间发生进一步自组装，如图2所示，形成了如图所示的分枝状结构。由图2中分布的 两种结构可以推断，大尺寸的分枝状结构是由小尺寸的分枝状结构组成的。 176 ：丝：!垒：：：垒：：：墼 ：!：竺竺：：!：：些： 奉寅驰通过简啦的谰口离丁强度殷水热Ft温孵化的山注，辅l∞克服破九：￡r口的能*势 帛，使拇大范…的自al驶得以托觚时间内先成。足种简单快速制备分杖状纳米材利们方法。 图I最子点再溶浓度为o．】5原浓度，80C水；备下，40nfin取样。(：dYe自甥装成纳米线。 构。 参考文献： I I Gut，NellA Kanaras，andAPaulAlivisatos， Fromer，Chih—PingChen，AnloniosG NanoLett．2007，，409 J Environ 2 MatthewBie