摘要
ZnO作为一种新型的Ⅱ-Ⅵ族直接带隙宽禁带氧化物半导体材料，拥有着高达60meV的激子束缚能，能够在常温下实现高效荧光发射。相较于其他量子点，ZnO量子点具有低毒性、低成本、抗辐射能力强等优点，因此ZnO在各个领域备受关注，富有广阔的应用前景，具有很高的商业价值。此外，ZnO量子点对紫外线吸收能力强，易实现掺杂，通过在量子点中掺杂其它具有不同能级的元素，能够使其获得丰富的荧光性质，为满足不同的应用，制备各式各样的发光材料提供了解决方案。 基于以上研究背景，本文的主要研究内容如下： （1）采用超声空化合成法，以二水醋酸锌为锌源、一水氢氧化锂为碱源、乙醇为溶剂，在常温下制备了聚乙烯吡咯烷酮（PVPK30）修饰的ZnO量子点。经过反应参数的调整确定了最佳工艺制备条件是反应时间30min、温度40℃、反应物摩尔比为1.4∶1、PVP加入量为0.2g。通过结构和荧光表征分析得出，ZnO量子点为六方纤锌矿结构，结晶度良好，尺寸约为4.43nm，伴有强黄光发射并且可以通过改变条件来实现波长调控，但不能保证荧光性能处于最佳峰值。 （2）为了打破量子点发光局限于黄光区域的限制，利用超声空化合成法成功制备出了Mg/ZnO量子点。利用XRD、PL光谱、UV-Vis和TEM以及EDS对制备的纳米颗粒进行了表征。结果表明，Mg/ZnO量子点具有六方纤锌矿结构，部分Mg2+掺入晶格，这通过X射线衍射（XRD）得到证实。在高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）下显示所制备的ZnO量子点为球形状，平均直径约为4.01nm。对比吸收光谱以及发射光谱可以看到具有Mg2+掺入的量子点的PL光谱显著蓝移，并且发射峰随着反应温度的升高而红移。在365nm紫外灯照射和CIE色度图的比较中发现，Mg/ZnO量子点显示出明亮的绿色发射，并且通过改变Mg2+的浓度能够实现从青光到绿光再到黄光的荧光变化。样品具有优异的光学性质。
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