离子掺杂CdSe及ZnSe半导体量子点纳米晶的制备与研究

半导体量子点相对于小分子有机荧光材料具有很多明显的优势，半导体纳米晶中的掺杂会使半导体纳米材料获得更多新的性能，从而获得广泛的应用。本项目采用水相合成法和热液注射法设计、制备基于过渡族金属掺杂的CdSe量子点纳米晶，同时采用绿色原料制备基于过渡族金属掺杂的无镉ZnSe@ZnS纳米晶；研究不同离子掺杂和不同掺杂离子量对半导体量子点性能影响的机理，从而总结出制备性能良好的掺杂CdSe半导体量子点和ZnSe@ZnS纳米晶材料的的最佳工艺条件。为表面等离子体荧光增强的最优化提供理论和实验依据。研究其在Au纳米颗粒与ZnSe@ZnS QDs复合体系的表面等离子体荧光增强体系中的应用。这类无镉核壳结构量子点的探索研究有可能大大扩展其在生物医学领域的适用范围，具有重要的理论意义和应用价值。

半导体量子点相对于小分子有机荧光材料具有很多明显的优势，量子点的激发光谱很宽，发射光谱又很窄且有良好的对称性，这使其可以适应单激发光源照射的多路成像要求；量子点发射的荧光寿命较长(几百纳秒)，这使人们可以运用时间门控探测来消除生存期明显较短的自发荧光。量子点最重要的一个性质是量子尺寸效应，即量子点的带宽会随着颗粒尺寸大小而变化，这个性质广泛应用于生物标记等方面，而磁性离子在半导体中的掺杂可作为新的发光中心或者是自旋电子材料。项目执行期间完成了Mn掺杂的Cdse量子点的制备, 研究了MnSe/CdSe量子点的发光变化；探索了用SeOLA为阴离子前驱体制备ZnSe和ZnO枝状纳米晶，讨论了OA机制对形貌变化的影响；利用阳离子交换法在水溶液中成功制备了水溶性的CdZnSe合金量子点，研究了以Na+为代表的可溶性离子对ZnSe量子点的性能的影响；研究了等离子体荧光共振ZnSe/Au纳米复合体系的制备及其生物标记。为了从根本上降低生物毒性，我们选择碳量子点作为切入口，详细的研究其荧光，光电转换，生物标记等性质。我们选取了简便的水热法，以蔗糖等作为碳源制备碳量子点，所得的量子点有很好的分散性，同时也具有优异的荧光性能，其发射波长随着激发波长而改变，而且具有上转换荧光性能,成功地将碳量子点引入植物体，得到了良好的活体成像图。对以上工作进行了总结，并据此撰写了20余篇论文分别寄予有关刊物，其中17篇已发表。