无膦法制备无机半导体纳米晶及其TYPE-II型复合结构的设计应用研究

近年来，发光半导体纳米晶以其独特的光电特性，在基础研究和应用领域引起了人们极大的研究兴趣.在关注其独特理化性质的同时，各种高质量纳米晶的制备方法也得以不断发展.就液相合成中的有机相合成来说，大都通过含膦化合物的参与以制备具有良好结晶性、较窄尺寸分布以及更好光稳定性和发光效率的纳米晶.我们在CdSe和ZnSe等纳米晶传统的有机相合成基础上发展了一种简单且无含膦化合物参与的高质量纳米晶的直接合成方法.本项目将基于此开展纳米晶可控生长研究，完善生长机理，从而实现纳米结构与发光性质的可控调节.同时，利用不同材料的能级匹配关系，设计及制备具有近红外发射特性的非Hg基复合纳米晶，并进一步利用自行设计的齐聚物包覆等手段以实现纳米晶的水相转移，拓展其应用领域。综上所述，本项目旨在通过简单低毒的合成方法制备低成本、高质量的无机半导体纳米晶，并在规模生产上和部分应用上进行探索和尝试.

以“无膦法”合成了CdSe、ZnSe等半导体纳米晶，并以稳定的DOPO为溶剂制备Te前驱体并通过多次前驱体注入的方法合成了荧光范围覆盖500 nm～760 nm的可见光区及部分近红外光区的CdTe纳米晶。通过改变壳层厚度，获得了尺寸可控、形貌可控的核壳-结构Type-II型CdTe/CdS和CdTe/CdSe纳米晶。通过对实验参数的调整，实现了核壳-结构Type-II纳米晶的规模化合成，每次可合成2 g以上核-壳纳米晶。利用两性齐聚物（聚马来酸脂肪醇酯）和微乳液聚合法，成功地将所制备的油溶性纳米晶转移至水中；通过调控各种实验参数，制备了表面富含羧基的荧光纳米晶和尺寸可调的荧光微球。成功地将所制备的水溶性Type-II型纳米晶应用于生物检测领域中：标记人体胚胎干细胞（hESC），与微孔免疫试纸条结合成生物检测系统用于检测猪尿中盐酸克伦特罗的含量和低浓度的甲胎蛋白（AFP），与表面经过羧基化的微孔纤维滤膜相结合建立起了一套可以进行唐氏综合症两种血清学标志物HCG和AFP检测的量子点生物传感器；尝试纳米晶在发光器件方面的应用：制备了白色的发光薄膜和纳米晶发管二极管。