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附安徽师范大学化学与材料科学学院

本科学生毕业论文(设计)

 

题目水相合成Type-Ⅱ型CdTe/CdSe核壳结构的量子点

学院化学与材料科学学院

专业应用化学

学生姓名曹明

学号0209283

指导教师朱昌青职称教授

论文字数5300

 

完成日期2006年5月8日

(本表学校存档用)

论文题目水相合成Type-Ⅱ型CdTe/CdSe核壳结构的量子点

作者:

曹明单位:

化学与材料科学学院

中文摘要(300字左右):

用巯基乙酸(HS—CH2COOH)为稳定剂,水相合成了CdTe/CdSe核壳结构的半导体纳米粒子,并且可以通过回流时间和加入前驱体的量来控制粒子的大小,发光的波长。

借助紫外吸收(UV),荧光光谱(PL)、X射线粉末衍射(XRD)对样品的结构及光学性质进行了表征。

相对于CdTe纳米粒子,CdTe/CdSe核壳结构的半导体纳米晶具有更长的发射波长,更高的荧光量子产率,更好的稳定性。

关键词(3―5个):

水相合成;Type-Ⅱ型核壳结构;CdTe/CdSe

英文题目AqueousSynthesisofTyPe-ⅡCdTe/CdSeCore/ShellNanocrystal

英文作者名:

CaoMing单位:

CollegeofChemistryandMaterialsScience

英文摘要:

Abstract:

CdTe/CdSecore/shellnanoparticleshavebeensuccessfullysynthesizedusingthioglycolicacid(TGA)asthestabilizerinwatersolution.Theemissionpeakpositionandthesizeofthenanoparticlescanbeeasilytunedviacontrollingtherefluxtimeandtheconcentrationofprecursors.TheCore/shellstructurewascharacterizedbyXRD,absorptionspectraandfluorescencespectra,respectively.ComparedwiththeCdTenanoparticles,CdTe/CdSecore/shellnanoparticleshavelongerwavelength,higherPLefficiencyandbetterstability.

Keywords:

Aqueoussynthesis;Core/shell;CdTe/CdSe

安徽师范大学本科生毕业论文(设计)评定意见

指导教师评语:

在水相中,首次合成出Type-Ⅱ型CdTe/CdSe核壳结构的量子点,并通过吸收光谱、稳态、瞬态荧光光谱以及X射线衍射等手段对合成产物进行了较为全面的表征。

实验难度较大,有一定的原创性。

实验内容充实,论文结果有一定的指导意义及应用价值。

 

导师:

朱昌青

签名:

得分:

86成绩:

优秀06年5月15日

项目

内容

标准

权重

论文内容

论文选题

符合专业培养目标,具有一定的应用性、实用性、综合性和可行性

10%

开题报告

内容详实,填写格式规范

10%

摘要、

关键词

摘要文字简练,概括性强;关键词贴切,数量符合要求;英文翻译准确

5%

论文主体

论文层次清晰;论证充分;语言表达准确;数字、图表、公式与符号、计算单位无误;结论正确

40%

参考文献

引用文献数量符合规定,格式规范,有英文参考文献

5%

论文字数

字数符合规定要求

10%

论文水平

学术水平

在论文的结论或论证方法等方面有特色或者创新

5%

应用价值

有一定的参考借鉴或应用价值

5%

论文形式

论文构成

论文封面、目录,中英文标题、摘要与关键词,正文及参考文献等齐全,结构合理

5%

论文印装

字体编排符合规定,印刷、装订规范

5%

学术道德

本项指标实行一票否决制:

凡经审核认定为抄袭、雷同,论文即按不及格处理

注:

指导教师评语要具体、客观,并给出得分和等级成绩:

85分及以上为优秀;75分~84分为良好;65分~74分为中等;60分~64分为及格;59分及以下为不及格。

安徽师范大学本科生毕业论文(设计)评定意见

评阅人意见

合成出Type-Ⅱ型CdTe/CdSe核壳结构的量子点,实现量子点的水溶性及波长的调节,不仅在量子点的理论研究方面,而且在生物分析领域都有重要价值,因此选题有较强的创新意义。

该工作文献调研较为充分,实验难度及工作量大,立论正确,论述充分,结论合理,文字通顺,技术用语准确,书写工整规范。

评阅人:

夏云生

签字:

06年5月16日

评定内容

具体要求

权重

翻译资料

综述材料

查阅文献有一定广泛性;翻译外文资料质量较好;有综合归纳资料的能力和自己的见解。

0.15

论文质量

综述简练完整,有见解;立论正确,论述充分,结论严谨合理;实验正确;分析处理科学,文学通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,书写工整规范,图表完备、整洁、正确;

0.5

工作量、难度

工作量饱满,难度较大。

0.25

创新

对前人工作有改进或突破,或有独特见解。

0.10

得分

89

成绩

优秀

教研室(答辩组)意见

论文内容丰富,工作量大,实验难度较大,实验结果有一定的原创性。

使用了多种手段对制备的产物进行了表征,实验结果基本可靠,但如果能够使用电镜(高分辨电镜)来表征的话,就更加直观。

论文格式基本规范,内容比较完整,但如能对所得的产物的应用做一些拓展,整个论文就更为完善。

答辩的准备不够充分,对论文内容的整体陈述还应组织得更好些。

教研室主任(答辩组长):

方宾

06年5月17日

评定内容

具体要求

权重

报告内容

思路清晰;语言表达准确,概念清楚,论点正确;实验方法科学;分析归纳合理;结论严谨;论文结果有应用价值。

0.5

创新

对前人工作有改进或突破,或有独特见解。

0.10

答辩

回答问题有理论根据,基本概念清楚。

主要问题回答准确,深入。

0.3

报告时间

符合要求

0.10

得分

88

成绩

优秀

学院意见

成绩:

优秀

同意答辩组意见。

院领导签字(公章):

05年6月3日

注:

非优秀论文只填写教研室意见

安徽师范大学本科毕业论文(设计)开题报告书

题  目

水相合成Type-Ⅱ型CdTe/CdSe核壳结构的量子点

学生姓名

曹明

学号

0209283

指导教师

朱昌青

学院

化材学院

专 业

应用化学

职  称

教授

选题的意义及研究状况

由于半导体纳米粒子(也称半导体量子点,Quantumdot,以下简称QD)具有独特的光学和电学性质,使其应用领域越来越广泛,特别是其在免疫生物学和临床检验学等研究中的潜在的应用价值已引起了广大科学工作者的极大关注.目前,QD最有前途的应用领域是在生物体系中作为荧光标记物.作为荧光探针。

然而,早期的发光QD是在有机溶剂中制备的,因此不适于生物应用.因此,研究在水溶液中直接合成半导体量子点对于其在生物医学研究中的应用具有重要意义.我们在前人工作的基础上,根据实验室的条件,合成具有TYPE-Ⅱ核壳结构的量子点,由于其能带错位,可以导致其电子复合的分离(空穴被限制在核内,而电子大部分被限制在壳层),因此可以产生许多特殊的性质,如其催化性能较好,可以对其波长更大范围的调控等.

 

主要内容、研究方法和思路

本文的研究方法主要是在参考前人的文献的基础之上,然后对其进行改进。

主要运用巯基乙酸(HS—CH2COOH)为稳定剂,在水相中合成出CdTe/CdSe核壳结构的半导体纳米粒子,并且通过回流时间和加入前驱体的量来控制粒子的大小,发光的波长。

在做核壳包裹过程中我们拟对壳的不同配比(CdCl2·2.5H2O:

Se=2:

1,1:

0.75,1:

1)进行一系列的考察,观察哪种配比效果最好。

 

准备情况(已发表或撰写的相关文章、查阅过的文献资料及调研情况、现有仪器、设备情况等)

参考文献:

[1]HengleinA.Small-particleresearch:

physicochemicalpropertiesofextremelysmallcolloidalmetalandsemiconductorparticles[J].ChemRev,1991,89:

1861-1863.

[2]HasselbarthA,EychmullerA.WellerH.DetectionofshallowelectrontrapsinquantumsizedCdSbyfluorescencequenchingexperiments[J].ChemPhysLett,1993,203:

271-276.

[3]KuiY,BadruzZ,SvetlanaR.SequentialSynthesisofType IIColloidalCdTe/CdSeCore-ShellNanocrystals[J].Small,2005,3:

332-338.

[4]SantraS,YangH.SynthesisofWater-DispersibleFluorescent,Radio-Opaque,andParamagneticCdS:

Mn/ZnSQuantumDots:

AMultifunctionalProbeforBioimaging[J].JAmChemSoc,2005,127:

1656-1657.

[5]KortanAR,HullRL.Nucleationandgrowthofcadmiumselendieonzincsulfidequantumcrystalliteseeds,andviceversa,ininversemicellemedia[J].JAmChemSoc,1990,112:

1327-1332.

[6]PengXG,KadavanichMC.EpitaxialgrowthofHighlyLuminescentCdSe/CdSCore/ShellNanocrystalswithPhotostabilityandElectronicAccessibility[J].JAmChemSoc,1997,119:

7019-7029.

仪器

F-4500型荧光分光光度计(日本日立),pHS-3CT型酸度计(上海大普仪器有限公司),稳态瞬态荧光光谱仪(FLS920),紫外可见吸收仪(U-3010),XRD-6000(日本岛津)。

总体安排和进度(包括阶段性工作内容及完成日期)

2006.1.21--3.1调研文献,了解量子点的一些基本知识与最新进展。

2006.3.1-4.1合成具有核壳结构的量子点的操作步骤,仪器的使用方法。

2006.4.2-4.21根据所得的结果进行分析总结,撰写论文。

2006.4.21-5.1对论文进行修改,定稿。

指导教师意见(研究的意义、创新点、前期基础工作、存在的难点和困难、建议等)

合成出Type-Ⅱ型CdTe/CdSe核壳结构的量子点,实现量子点的水溶性及波长的调节,不仅在量子点的理论研究方面,而且在生物分析领域都有重要价值,因此选题有较强的创新意义。

该制备实验尽管有一定文献支持,但仍存在较大难度,需在工作中不断探索,认真完善实验设计。

同意开题。

 

指导教师:

朱昌青教师签名:

     06年2月18日

教研室意见(学院选题指导组意见:

同意实施。

教研室主任:

杨周生     06年2月22日

主任签名:

安徽师范大学本科毕业论文(设计)答辩记录表

答辩时间

2006.5.17

答辩地点

化学与材料科学学院二楼会议室

学生姓名

曹明

指导教师

朱昌青

职称(学位)

教授

题  目

水相合成Type-Ⅱ型CdTe/CdSe核壳结构的量子点

字数

3300

AqueousSynthesisOfTyPe-ⅡCdTe/CdSeCore/ShellNanocrystal

答辩小组

成员

组长

职称

姓名

职称

姓名

职称

姓名

职称

方宾

教授

朱昌青

教授

王广凤

讲师

答辩内容摘要(请起草后誊写):

一、陈述

由于量子点具有独特的光学和电学性质,其应用领域越来越广泛,目前,QD最有前途的应用领域是在生物体系中作为荧光标记物[3-5]。

其中核壳结构的复合半导体纳米微粒的研究引起了人们极大的兴趣,壳层的修饰作用可极大地提高核层的荧光量子产率,并增强稳定性。

我们以巯基乙酸为稳定剂,在水相中成功地合成出CdTe/CdSe核壳结构的半导体纳米粒子,并且可以通过回流时间和加入前驱体的量来控制粒子的大小,发光的波长。

相对于CdTe纳米粒子来说,CdTe/CdSe核壳结构的半导体纳米晶具有更长的发射波长,更高的荧光量子产率,更好的稳定性。

通过吸收光谱,稳态瞬态荧光光谱,X射线粉末衍射等对样品的结构及光学性质进行表征,证明我们的实验是成功的。

二、答辩

1.朱老师:

具体说明TYPE-Ⅰ和TYPE-Ⅱ量子点结构?

TYPE-Ⅰ型结构的量子点是以宽带隙半导体微粒为壳层包裹一窄带隙半导体微粒为核的半导体纳米微粒。

TYPE-Ⅱ型结构的量子点带隙的交错,即核的价带和导带能量均高或低于壳的价带和导带能量。

2.朱老师:

用哪些方法对合成的结果进行了表征?

我们用紫外吸收,荧光光谱,X射线粉末衍射,稳态瞬态荧光光谱对合成的量子点进行了有效的表征。

3.方老师:

有没有对结果更直接的表征方法,如TEM?

我们用紫外吸收,荧光光谱,稳态瞬态荧光光谱进行了表征,X射线粉末衍射的结果表明我们合成的结果具有很好的晶型。

由于我们的时间与条件有限,就没有做TEM进行表征。

4.方老师:

为什么选择巯基乙酸作为稳定剂?

有没有尝试其它的试剂作为稳定剂?

根据他人经验总结,在合成量子点的过程中,巯基乙酸是一种很好的稳定剂,如果不用稳定剂,CdSe会聚集沉淀。

由于我们的条件与时间的限制,我们没有尝试选择其它的试剂作为稳定剂。

答辩小组意见(选题意义,所用资料和数据可靠性;创新性成果及学术水平;写作规范化和逻辑性;存在的主要不足之处,答辩情况等。

论文内容丰富,工作量大,实验难度较大,实验结果有一定的原创性。

使用了多种手段对制备的产物进行了表征,实验结果基本可靠,但如果能够使用电镜(高分辨电镜)来表征的话,就更加直观。

论文格式基本规范,内容比较完整,但如能对所得的产物的应用做一些拓展,整个论文就更为完善。

答辩的准备不够充分,对论文内容的整体陈述还应组织得更好些。

 

成绩:

优秀

答辩组长:

方宾

组长签名:

06年5月17日

学院意见

同意答辩组意见。

 

成绩:

优秀

学院盖章:

06年5月30日

安徽师范大学本科毕业论文(设计)指导过程记录表

题  目

水相合成Type-Ⅱ型CdTe/CdSe核壳结构的量子点

学生姓名

曹明

学号

0209283

指导教师

朱昌青

专  业

02级应用化学

职 称

教授

指导内容

记录一

时间:

年月日

指导内容

记录二

时间:

年月日

指导内容

记录三

时间:

年月日

指导内容

记录四

时间:

年月日

指导内容

记录五

时间:

年月日

指导内容

记录六

时间:

年月日

学生签名

学生:

曹明签名:

时间:

 年 月 日

导师签名

导师:

朱昌青签名:

时间:

 年 月 日

注:

该表由学生根据导师实际指导情况选择最主要环节内容如开题阶段(包括选题方向、文献调研、实验室条件、实施方案拟定)、实验实施阶段、论文整理撰写阶段、论文完善定稿答辩阶段整理后详实填写(以学生第一人称)。

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