量子點的制備方法

量子點的制備方法量子點的物理、化學、物理化學制備方法Q：簡述制備量子點的主要物理方法、化學方法和物理化學方法A：量子點是指半徑小于或接近于激子玻爾半徑的半導體納米晶粒，量子點發(fā)射熒光的可調節(jié)性強，通過改變粒子半徑的大小可獲得從紫外到近紅外范圍內任意點的光譜。（一）物理法1、 金屬蒸發(fā)法氣相蒸發(fā)法制備超微金屬粉末的過程中，粉末的形成要經(jīng)過三個階段，即金屬蒸發(fā)產(chǎn)生蒸氣階段、金屬蒸氣在惰性氣體中擴散并凝聚形核階段和晶核長大階段。在蒸發(fā)過程中金屬蒸氣離開蒸發(fā)液面后迅速冷卻，達到過飽和狀態(tài)，發(fā)生均勻形核，晶核尺寸一般在1nm以下，形成的超微粒子在5nm左右。2、 AFM操縱法原子力顯微鏡的出現(xiàn)無疑為納米科技的發(fā)展起到了推動作用。以原子力顯微鏡為代表的掃描探針顯微鏡是利用一種小探針在樣品表面上掃描，從而提供高放大倍率觀察的一系列顯微鏡的總稱。原子力顯微鏡掃描能提供各種類型樣品的表面狀態(tài)信息。與常規(guī)顯微鏡比較，原子力顯微鏡的優(yōu)點是在大氣條件下，以高倍率觀察樣品表面，可用于幾乎所有樣品（對表面光潔度有一定要求），而不需要進行其他制樣處理，就可以得到樣品表面的三維形貌圖象。并可對掃描所得的三維形貌圖象進行粗糙度計算、厚度、步寬、方框圖或顆粒度分析。3、模板法根據(jù)模板性質的不同，又分為軟模板法和硬模板法。其中，軟模板法，又稱量子點的物理、化學、物理化學制備方法為表面活性劑模板法，即以預先未形成所需結構的有機分子為模板來制備材料；而硬模板法，又稱為澆鑄法，是以預先已經(jīng)具有所需結構的固體物質為模板來制備所需要的材料。30（二）化學法1、沉淀法沉淀法是指在溶液中加入沉淀劑形成過飽和態(tài)，生成新相的核（即成核），隨后新相從核成長成粒子，最終生成一定尺度的沉淀物的方法。沉淀法分為直接沉淀法、共沉淀法和均勻沉淀法。根據(jù)量子點的定義，量子點的尺寸約為幾納米到幾十納米，對于尺寸要求較高。直接沉淀法反應速度快，難以控制產(chǎn)物顆粒的尺寸。共沉淀法的反應條件過于苛刻，需要選擇溶度積差別不大的沉淀劑和性能相似的金屬離子，才能避免分布沉淀，產(chǎn)物成分大小不均。與前兩種方法相比，與前兩種方法相比，均勻沉淀法不使用外加沉淀劑的方法，而是在反應過程中溶液內部緩慢均勻生成，可以有效的消除產(chǎn)部的不均勻性，產(chǎn)品粒度均勻，尺寸可控。當然，均勻沉淀法當中也應注意將成核和生長的步驟分開，成核速率盡可能的塊，成長適當放慢，這樣產(chǎn)物才會比較理想，應避免二次成核。2、 溶膠凝膠法溶膠凝膠法的整體的流程大概包括溶膠的制備、溶膠的凝膠化、凝膠的干燥和熱處理。溶膠凝膠法利用溶液中的化學反應，原料是在分子或原子水平上混合，可以實現(xiàn)材料化學組成的精確控制，尤其對于量子點這種極小的粒子，也使得微量子點的物理、化學、物理化學制備方法量條件控制變得容易起來，也可控制量子點的尺寸。溶膠凝膠法制備的前驅體具有高度的均勻性和可塑性潛力，溶膠的流變性質有利于合成各類的量子點，還為量子點組裝體的制備提供了很高的可能性。3、 溶劑熱法（1）水熱法水熱法通常以金屬鹽、氧化物或氫氧化物的水溶液（或懸浮液）為前驅體，一般在高于100C。和1atm的環(huán)境中，使得前驅體溶液在過飽和狀態(tài)下成核、生長，形成所需的材料。水熱技術通常是在反應釜里采用水為反應介質，通過對反應容器加熱，創(chuàng)造一個相對高溫高壓的反應環(huán)境，使得通常難溶或不容的物質溶解并且結晶。水熱法相對于溶膠凝膠法，高溫高壓的環(huán)境使得許多以團聚沉淀的量子點組成可以穩(wěn)定的形成幾納米的顆粒懸浮于溶液當中，形成穩(wěn)定的了“量子點膠體”。（2）溶劑熱法溶劑熱法是為了彌補水熱法的不足發(fā)展起來的一種新的制備方法，將水熱法中的水換成了有機溶劑，采用類似于水熱法的原理，制備在水中無法合成的或對水敏感的材料。與水類似，有機溶劑在反應當中也起著傳遞壓力、媒介和礦化劑的作用。（三）物理化學法1、氣相沉積法化學氣相沉積（CVD）是氣態(tài)反應物在熱、光、等離子體等激活的環(huán)境下，發(fā)生化學反應，形成穩(wěn)定的固態(tài)產(chǎn)物的過程。量子點的物理、化學、物理化學制備方法（1） 分子束外延法把所需要的物質當作源物質，借助于適當氣體介質與之反應而形成一種氣態(tài)化合物，這種氣態(tài)化合物經(jīng)化學遷