Tiến Sĩ Nghiên cứu chế tạo, tính chất quang của các chấm lượng tử cdse với cấu trúc lõi/vỏ và định hướng ứng

MỤC LỤC
Trang
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các hình vẽ và bảng
MỞ ĐẦU
1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VỀ CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ CdSe
12
1.1. Giới thiệu về các chấm lượng tử huyền phù
12
1.2. Cấu trúc điện tử cơ bản của các chấm lượng tử
16
1.2.1. Chế độ giam giữ yếu
18
1.2.2. Chế độ giam giữ trung gian
18
1.2.3. Chế độ giam giữ mạnh
19
1.2.4. Phép gần đúng khối lượng hiệu dụng ứng dụng cho mô hình nhiều dải
19
1.3. Các chuyển dời quang học
24
1.4. Cấu trúc tinh tế của exciton biên dải
25
1.5. Phổ quang học của các chấm lượng tử CdSe
27
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ CdSe/ZnS CẤU TRÚC LÕI/VỎ VÀ CÁC K THUẬT THỰC NGHIỆM
30
2.1. Phương pháp chế tạo các chấm lượng tử CdSe với cấu trúc l i v với v dày và nhiều lớp v
30
2.1.1. Giới thiệu về các phương pháp chế tạo các chấm lượng tử CdSe
30
2.1.2. Quy trình chế tạo các chấm lượng tử CdSe và CdSe ZnS
35
2.1.3. Quy trình chế tạo các chấm lượng tử l i v với v dày và cấu trúc nhiều lớp v CdSe ZnSe ZnS và CdSe CdS ZnS
40
2.2. Biến đổi bề m t và chức n ng hoá các chấm lượng tử
43
2.2.1. Trao đổi ligand
45
2.2.2. Phương pháp biến đổi bề m t các chấm lượng tử CdSe cấu trúc l i v b ng các nh m amine -NH2), silanol (-Si-OH) và carboxyl (-COOH)
46
2.2.2.1. Amin h a các chấm lượng tử CdSe cấu trúc l i v và nhiều lớp v b ng 2-aminoethanethiol
46
2.2.2.2. Silan h a các chấm lượng tử b ng mercaptopropyl-tris(methyloxy)silane
47
2.2.2.3. Carboxyl h a các chấm lượng tử b ng 3-mercapto-propionic acid
47
2.2.3. Bọc các nano tinh thể b ng lớp v SiO2
48
2.2.4. Đưa các nano tinh thể vào các hạt cầu SiO2
49
2.3. Các k thuật thực nghiệm dùng để nghiên cứu chấm lượng tử CdSe
49
2.3.1. Kính hiển vi điện tử truyền qua
49
2.3.2. Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường
50
2.3.3. Nhiễu xạ tia X
51
2.3.4. Phương pháp đo phổ hấp thụ quang học
53
2.3.5. Phương pháp phổ huỳnh quang
55
2.3.6. Phương pháp đo hiệu suất lượng tử của các chấm lượng tử
56
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VỀ CHẾ TẠO, ĐẶC TRƯNG HÌNH THÁI CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ CdSe CẤU TRÚC LÕI/VỎ VÀ NHIỀU LỚP VỎ
58
3.1. Kết quả chế tạo các chấm lượng tử CdSe cấu trúc l i v và v dày: CdSe/ZnS, CdSe/ZnSe/ZnS, CdSe/CdS/ZnS
58
3.1.1. Chế tạo các chấm lượng tử CdSe
58
3.1.2. Bọc v ZnS cho các chấm lượng tử CdSe
66
3.2. Quá trình chuyển các chấm lượng tử thành dạng bột nano
75
3.3. Kết luận
75
CHƯƠNG 4. CÁC TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ CdSe CẤU TRÚC LÕI/VỎ VÀ NHIỀU LỚP VỎ
77
4.1. Phổ hấp thụ của các chấm lượng tử CdSe với kích thước khác nhau, cấu trúc l i v dày CdSe ZnS và nhiều lớp
77
4.1.1. Phổ hấp thụ của các chấm lượng tử CdSe với kích thước khác nhau
77
4.1.2. Phổ hấp thụ của các chấm lượng tử CdSe ZnS với lớp v c độ dày thay đổi
81
4.1.3. Phổ hấp thụ của các chấm lượng tử nhiều lớp với v dày
84
4.2. Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử CdSe với kích thước khác nhau, cấu trúc l i v dày CdSe ZnS và nhiều lớp
87
4.2.1. Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử CdSe với kích thước khác nhau
87
4.2.2. Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử CdSe ZnS cấu trúc l i v dày
91
4.2.3. Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử CdSe cấu trúc nhiều lớp v
93
4.3. Phổ huỳnh quang ở nhiệt độ từ 4 K tới 300 K của các chấm lượng tử CdSe và CdSe ZnS
98
4.4. Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử CdSe nhiều lớp và v dày ở nhiệt độ thấp đến 4 K
107
4.5. Huỳnh quang tắt dần và thời gian sống τ tại các nhiệt độ từ 4 K đến nhiệt độ ph ng
111
4.6. Kết luận
119
CHƯƠNG 5. TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ CdSe VỚI CẤU TRÚC LÕI/VỎ ĐÃ ĐƯỢC IẾN ĐỔI Ề MẶT VÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG
121
5.1. Biến đổi bề m t các chấm lượng tử CdSe cấu trúc l i v với các nhóm amine
124
5.1.1. Phổ hấp thụ của các chấm lượng tử được amine h a
125
5.1.2. Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử được amine h a
126
5.2. Biến đổi bề m t các chấm lượng tử CdSe cấu trúc l i v với các nhóm silanol (-Si-OH)
128
5.3. Biến đổi bề m t các chấm lượng tử CdSe cấu trúc l i v với các nhóm carboxyl
130
5.4. Bọc các chấm lượng tử CdSe cấu trúc l i v b ng lớp v SiO2
132
5.5. Đưa các nano tinh thể CdSe cấu trúc l i v vào bề m t các hạt cầu vi xốp SiO2
134
5.6. Ghép các chấm lượng tử tan trong nước với các phân tử hoạt tính thuốc trừ sâu
136
5.7. Định hướng ứng dụng các chấm lượng tử CdSe ZnS làm cảm biến sinh học cho việc phát hiện thuốc trừ sâu phốt phát hữu cơ
137
5.7.1. Chế tạo Acetylthiocholine
140
5.7.2. Chế tạo tổ hợp đế chấm lượng tử-ATCh-AChE
140
5.7.3. Chuẩn bị các mẫu của tổ hợp đế: chấm lượng tử-ATCh-AChE với lượng thuốc trừ sâu Parathion methyl khác nhau
140
5.7.4. Kết quả
140
5.8. Kết luận
143
KẾT LUẬN
145
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN VỚI ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO