硒化鎘
編輯硒化鎘是一種無機化合物,化學式為CdSe。 它是一種黑色至紅黑色固體,屬于 n 型 II-VI 半導體。 目前對這種化合物的大部分研究都集中在它的納米粒子上。
結構
編輯已知 CdSe 的三種結晶形式遵循以下結構:纖鋅礦(六方晶系)、閃鋅礦(立方晶系)和巖鹽(立方晶系)。 閃鋅礦 CdSe 結構不穩定,在適度加熱后會轉變為纖鋅礦形式。 轉變在大約 130 °C 開始,在 700 °C 時在一天內完成。 只有在高壓下才能觀察到巖鹽結構。
制作
編輯硒化鎘的生產有兩種不同的方法。 塊狀結晶 CdSe 的制備是通過高壓垂直布里奇曼法或高壓垂直區熔法完成的。
硒化纖也可以以納米粒子的形式生產。 (解釋見應用)已經開發了幾種生產 CdSe 納米粒子的方法:溶液中的沉淀沉淀、結構化介質中的合成、高溫熱解、聲化學和輻射分解方法只是其中的幾種。
通過在受控條件下將烷基鎘和三辛基硒化膦 (TOPSe) 前體引入加熱的溶劑中,通過在溶液中停止沉淀來生產硒化鎘。
Me2Cd + TOPSe → CdSe +(副產品)
CdSe 納米顆粒可以通過生產具有 ZnS 涂層的兩相材料進行改性。 表面可以進一步修改,例如 與巰基乙酸,賦予溶解度。
結構化環境中的合成是指在液晶或表面活性劑溶液中生產硒化鎘。 向溶液中添加表面活性劑通常會導致溶液發生相變,從而導致液晶性。 液晶類似于固體晶體,因為溶液具有長程平移有序。 這種排序的例子是溶液和表面活性劑的分層交替片、膠束,甚至是六角形排列的棒。
高溫熱解合成通常使用含有揮發性鎘和硒前體混合物的氣溶膠進行。 然后將前體氣溶膠攜帶通過帶有惰性氣體(例如氫氣、氮氣或氬氣)的爐子。 在熔爐中,前體反應形成 CdSe 以及一些副產品。
硒化鎘
編輯尺寸小于 10 nm 的 CdSe 衍生納米粒子表現出一種稱為量子限制的特性。 當材料中的電子被限制在非常小的體積內時,就會產生量子限制。 量子限制取決于尺寸,這意味著 CdSe 納米粒子的特性可根據其尺寸進行調整。 一種類型的 CdSe 納米粒子是 CdSe 量子點。 這種能量狀態的離散化導致電子躍遷隨量子點大小而變化。 較大的量子點比較小的量子點具有更接近的電子態,這意味著將電子從 HOMO 激發到 LUMO 所需的能量低于較小量子點中的相同電子躍遷。 這種量子限制效應可以觀察為具有較大直徑的納米晶體的吸收光譜的紅移。 量子點中的量子限制效應也會導致熒光間歇性,稱為閃爍。
CdSe 量子點已在廣泛的應用中實現,包括太陽能電池、發光二極管和生物熒光標記。 基于 CdSe 的材料在生物醫學成像中也具有潛在用途。 人體組織可透過近紅外光。 通過將適當制備的 CdSe 納米粒子注入受傷組織,可以對這些受傷區域的組織進行成像。
CdSe 量子點通常由 CdSe 核和配體殼組成。 配體在納米粒子的穩定性和溶解度中起重要作用。 在合成過程中,配體穩定生長以防止納米晶體的聚集和沉淀。 這些封端配體還通過鈍化表面電子態來影響量子點的電子和光學特性。
取決于表面配體性質的應用是 CdSe 薄膜的合成。 表面配體的密度和配體鏈的長度影響納米晶核之間的分離,進而影響堆積和電導率。 了解 CdSe 量子點的表面結構以研究該結構的獨特性質并進一步功能化以實現更大的合成多樣性需要對量子點表面上的配體交換化學進行嚴格描述。
普遍的看法是,三辛基氧化膦 (TOPO) 或三辛基膦 (TOP) 是一種中性配體,源自用于合成 CdSe 點的常見前體,可覆蓋 CdSe 量子點的表面。
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