《膠態半導體量子點成核前的化學反應機理研究》是依託四川大學，由余睽擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：膠態半導體量子點成核前的化學反應機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：余睽
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
半導體量子點由於其優異的光電性質，在生物標記、光電器件等領域顯示出巨大的套用前景。然而，合成產率低、重複性差、反應溫度高等造成的高成本是制約量子點合成技術進步及相關產業發展的主要瓶頸。這些問題的解決有賴於加強對量子點成核之前所發生的化學反應機理的認識。本項目擬以基本組成為ME(M= Cd, Zn, Pb,…; E = S, Se, Te)的多種膠態量子點材料的低溫合成體系為研究對象，探討量子點納米晶核形成之前體系中所發生的詳細化學反應歷程。重點研究二元量子點合成中的前驅物轉化為活性“單體”的化學反應過程，並探索二級膦、一級胺、醇、硫醇等質子溶劑對相關反應過程的影響規律。在此基礎上，進一步研究多元合金量子點合成中“單體”的分子組成和形成過程。通過本項研究，力爭建立關於硫屬化合物量子點成核前所經歷化學反應過程的系統理論，進而從根本上找到提升量子點材料合成質量與效率，降低合成成本的有效途徑。
結題摘要
半導體量子點是近年來納米科技領域內的研究熱點，被認為是現代光電材料領域中最重要的基石之一，在新型生物探針，太陽能電池，發光二極體等領域有著很廣泛的套用前景。該前景的實現有賴於量子點材料合成技術的進一步發展。現階段量子點的合成技術嚴重依賴經驗，在合成過程中常常會有反應可重複性低，成本高，小尺寸量子點轉化率低等問題。這些問題長時間未得到有效解決，嚴重阻礙了量子點套用研究的進展。本項目中，我們以II-VI族膠態半導體納米材料的低溫合成體系為研究對象，深入探索半導體量子點反應體系成核前誘導期內發生的詳細化學反應歷程。由此建立了膠體半導體陰陽離子成鍵的普適化學反應模型。同時我們還開發出了單一組分二元膠態半導體幻數團簇的兩步余氏合成法。該合成法被用來製備了一系列II-VI族膠體半導體幻數團簇，具有普適性。同時研究了具有不同光學特徵的幻數團簇之間的相互轉化模型。在此基礎上進一步構建了常規量子點成核前的具有普適性的二步余氏演化路徑模型，提出在誘導期記憶體在有兩條不同的形成路徑，一條是關於經典成核路徑中形成量子點的LaMer模型，另一條是關於形成一種沒有特徵光學吸收峰的前驅化合物，前驅化合物通過分子內部重排的方式一對一轉化為對應的幻數團簇，且該轉化過程遵循一級反應動力學。誘導期記憶體在的兩條形成路徑可以通過化學的方法進行調控，從而可以通過設計得到單一組分的幻數團簇或小尺寸量子點。本項目的研究為半導體納米材料合成的化學反應理論和製備技術提供了可靠的成核前誘導期反應機理科學依據，促進了半導體納米晶合成研究領域從經驗主義到科學的發展。
