Исследование процессов коллоидного синтеза наночастиц галогенидов серебра и халькогенидов кадмия различной структуры и состава

• Автор: Николенко, Денис Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Квантовые размерные эффекты

1.2 Энергетические уровни

1.3 Оптические переходы.

1.3.1 Спектры поглощения полупроводниковых нанокристаллов

1.3.2 Спектры флуоресценции полупроводниковых нанокристаллов

1.4 Химические методы синтеза нанокристаллов

1.4.1 Нуклеация.

1.4.2 Рост
1.4.3 Мииеллярный синтез
1.4.4 Коллоидный высокотемпературный синтез полупроводниковых нанокристаллов
1.5 Свойства полупроводниковых НК.
1.6 Свойства анизотропных НК
Глава 2. Методика.
2.1 Реактивы
2.2 Приготовление образцов
Глава 3. Нанокристаллы галогенидов середра в обратных мицеллах.
3.1. Получение нанокристаллов смесевого состава.
3.2 Синтез НК I типа ядро оболочка.
3.3 Перекристаллизация НК АНа.
Глава 4. Высокотепературный синтез наночастиц.
4.1 Получение сферических НК СбБе.
4.2Влияние температуры на синтез СбБе
4.3 Получение НК Ссегп8е.
4.4 Высокотемпературный синтез тетраподов Сб8е
Публикации по материалам диссертации
Литература


Эффективным приемом управления свойствами НК является создание структур типа ядрооболочка. Гетеропереход в структуре ядрооболочка при соответствующем подборе пары полупроводниковых материалов позволяет существенно изменять спектральнолюминесцентные свойства НК. НК. Особенно ярко квантоворазмерные эффекты проявляются в случае узкого распределения НК по размерам. Более того, при величине дисперсии распределения порядка 57 ширины полос экситонной люминесценции могут составлять нм. Одним из наиболее простых и доступных способов, позволяющих получать нанокристаллы НК малого размера вплоть до нескольких нанометров, являются жидкофазные методы синтеза. Наиболее перспективными являются два метода синтез в обратных мицеллах ОМ типа водавмасле и коллоидный высокотемпературный синтез. Данные методы синтеза открывают широкие возможности для получения, стабилизации и изучения свойств НК. Варьируя условия проведения химических реакций в обоих методах, можно управлять не только размером НК, но и их структурой и формой. Однако управление этими процессами с целью получения требуемых НК, а тем более заданного распределения по размерам, является непростой задачей. Для се решения необходимо детальное исследование механизмов коллоидного синтеза и выяснение факторов, определяющих размер, структуру и форму НК. Цель настоящей работы состояла в изучении процессов формирования НК различного состава, структуры, формы, с использованием растворов обратных мицелл и метода высокотемпературного коллоидного синтеза и исследование их спектральнолюминесцентных свойств. НК , полученных в обратных мицеллах, и НК , синтезированных высокотемпературным методом подтверждение их структуры с помощью методов электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Содержание полностью сокристаллизуемого I в смесевых НК Ixx, размером около 5 нм может значительно превышать равновесное значение, достигаемое в микрокристаллах. НК i в ОМ за счет изменения ионного окружения могут менять свою кристаллическую модификацию. Предложен способ синтеза в обратных мицеллах структур типа ядрооболочка. Разработан способ управления ростом и распределением по размерам НК в методе высокотемпературного коллоидного синтеза, основанный на контролируемом понижении температуры во время синтеза. С использованием фокусировки за счет управляемого понижения температуры разработаны методики получения высокоодпородных по размерам сферических КТ , а также КТ со структурой ядрооболочка. Предложна модификация высокотемпературного коллоидного метода позволяющая получать тетраподы с высоким кристаллографическим выходом. Глава . В первой части литературного обзора излагаются общие сведения о квантоворазмерных эффектах в полупроводниковых ПК. Вторая часть литературного обзора посвящена химическим методам синтеза полупроводниковых НК. Подробно рассмотрены мицеллярный и высокотемпературный коллоидный методы синтеза. В третьей части литературного обзора обсуждаются свойства полупроводниковых НК в зависимости от их формы, структуры, химического состава, в том числе рассматриваются свойства НК типа ядрооболочка. Физикохимические свойства частиц с размером в несколько нанометров сильно отличаются от свойств макротел. Это связано с увеличением доли поверхностных атомов и эффектами размерного ограничения 7,8. Так например изза увеличения доли поверхностных атомов сильно возрастает поверхностная энергия, это понижает температуру плавления НК и увеличивает критическое давление, необходимое для перестройки кристаллической решетки. Подобная зависимость обнаружена для наночастиц Сс 9, Ссе , 1пРи. Уменьшение размеров НК сильнее влияет на положение уровней энергии электронов, чем на положение уровней энергии дырок, что показано для НК Сс1Те . Значительное изменение положения уровня энергии электронного центра приводит к существенному изменению скорости редокспроцессов с участием ПК, это показано для МоЭг , Сб8 . Изменение размеров НК, приводящее к изменению энергии образования электрондырочных центров, влияет на редокссвойства облученных светом полупроводниковых НК.