核壳结构量子点的制备及发光性能研究

纳米微粒的表面修饰技术是一门新兴学科，国际材料会议提出了纳米颗粒的表面工程新概念。所谓纳米微粒的表面工程就是用物理、化学方法改变纳米微粒表面的结构和状态，从而赋予微粒新的机能并使其物性(如粒度、流动性、电气特性等)得到改善，实现人们对纳米微粒表面的控制。

在量子点应用中，一个重要的方面是对量子点进行表面修饰，主要基于三个方面的原因。一是提高荧光效率，无论是水相还是有机相合成的量子点，都不可避免地存在很多表面缺陷，通过有机配体或无机半导体表面包覆后，可以有效地钝化表面，使得荧光效率增强，尤其是无机核/壳结构的量子点。二是提高光学和化学稳定性，通过表面修饰将量子点内核和外界环境隔离，使其在不同应用环境中都能保持原有荧光性质。三是使其具有生物相容性。生物标记要求量子点具有水溶性，其外层还必须具有和生物分子偶联的官能团，通常利用有机金属法合成的量子点需要通过表面修饰而获得水溶性，偶联官能团则通过共价合成或静电吸附作用来获得［1-4］。

目前普遍应用的表面修饰技术分为有机配体修饰和无机核/壳结构两种，有机配体修饰较易控制，但由于表面配位作用存在吸附-脱附平衡，因此会影响量子点的稳定性。而无机核/壳结构量子点是在一种在纳米粒子表面再生长一层宽带隙半导体或惰性无机物(如Si O2)，而使核的发光得到增强。如用Cd S包覆Cd Se量子点以后，其带边荧光增强，荧光量子产率明显提高。近年来已经研究的核/壳结构体系，如Cd Se/Zn S，Cd Se/Zn Se，Cd Se/Cd S，Cd S/Zn S，Cd S/Hg S，Cd S/Hg S/Cd S等均证实了选择合适的修饰层能明显提高量子点的发光效率［1-6］。但是在选择壳层材料时需要对两种材料的晶格尺寸及核/壳尺寸进行研究，避免造成晶格失配。本章主要在前面制备量子点的基础上，利用Zn S作为壳层材料制备与内核同基质的核/壳结构量子点，并对其发光性能进行研究。