專利名稱：一步制備準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)近紅外納米晶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備半導(dǎo)體納米晶的方法，特別涉及一種采用一步制備波長在近紅外范圍內(nèi)可調(diào)的具有準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)的CdHgTe十導(dǎo)體納米晶的制備方法。
背景技術(shù)：
在水溶液中合成半導(dǎo)體納米晶具有很多優(yōu)點如成本低、毒性小、重復(fù)性好、易操作等，
符合當(dāng)前綠色化學(xué)發(fā)展的需要。這些納米晶發(fā)光的波長范圍是400~1600 nm，其中近紅外半導(dǎo)體納米晶具有可見光納米晶所不具備的獨(dú)特優(yōu)點它們可以作為光增益媒體應(yīng)用在光通訊方面，最佳的透過窗口大約在1300和1550nm，在此波長下光的損耗可以降到最低；此外，它們作為量子點探針，可以實現(xiàn)癌細(xì)胞在深層器官如肝臟、脾中的成像，而可見光卻無法穿透；且可以用低能量的光來激發(fā)它們，對生物組織的傷害很小；它們在生物方面應(yīng)用的另外一個優(yōu)勢是生物組織自身熒光和吸收在近紅外窗口都達(dá)到最低點，在測試的過程中可以減少干擾。在所研究的近紅外納米晶中，最重要的一類是含汞的合金化合物(例如CdJig^Te)，可以僅通過改變鎘汞組成來實現(xiàn)它們光、電、磁等性質(zhì)的改變。盡管如此，該材料的應(yīng)用還需解決兩個問題 一是制備此類合金納米晶通常要采用兩步，首先合成CdTe，然后再加入Hg2、通過Hg^來取代CdTe納米晶上的Cd2+，從而得到CdxHgl.xTe合金納米晶。該方法操作過程復(fù)雜，反應(yīng)時間長，得到的納米晶粒徑分布極寬，可以達(dá)到400 500nm，需要繁雜的離心才可以獲得粒徑分布較窄的納米晶(Ma/"Sd.五"g. 2000,5^-70,355)。另外，按此法所得到的合金納米晶穩(wěn)定性不好，即使放置在室內(nèi)普通條件下，其性質(zhì)如發(fā)光峰形、峰強(qiáng)以及峰位也會發(fā)生改變。這是由于HgTe在溶液中的溶度積非常小，反應(yīng)速度快，在合成的過程中會導(dǎo)致沉淀的產(chǎn)生，這也使得它們不適合在油相中去合成。由此可見制備性質(zhì)穩(wěn)定的近紅外納米晶尚是挑戰(zhàn)，要想解決這一問題，就必須選擇適當(dāng)?shù)娜軇┖头椒▉砗铣蛇@些納米晶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種一步制備準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)近紅外納米晶的方法。
利用HgTe和CdTe在水溶液中溶解度的巨大差異，向水溶液中一次性加入鎘鹽和汞鹽，選擇含巰基的有機(jī)小分子作為配體與鎘離子和汞離子進(jìn)行配位，將水溶液的pH值調(diào)到適當(dāng)值，加入碲源，最后將混合溶液加熱一段時間，即可得到高質(zhì)量穩(wěn)定的近紅外半導(dǎo)體納米晶水溶液。其關(guān)鍵在于一次性投料以及投料時各種反應(yīng)物質(zhì)的比例，從而得到結(jié)構(gòu)與組成不同
3的近紅外半導(dǎo)體納米晶。
本發(fā)明的過程如下向水溶液中一次性加入金屬離子，有機(jī)配體，調(diào)節(jié)溶液pH值，加入碲源，將混合溶液加熱一段時間。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的采用膠體化學(xué)方法在水溶液中制備CdHgTe半導(dǎo)體納米晶，首先一次投料形成鎘鹽、汞鹽的混合水溶液，通入氮?dú)獬羧芤褐械难鯕?，最終體系中鎘鹽的濃度為1.0xl(T4~1.0xl(r2M，金屬離子CcP+和Hg^的比例為5~0.6: 1，其發(fā)光波長可以通過調(diào)整CcP與Hg^的比例來實現(xiàn)；選擇含巰基的有機(jī)小分子作為配體與Cd2+和Hg^進(jìn)行配位，CcP和H^+的摩爾數(shù)和與配體的比例為1: 2.9~4.5，在這些比例下可以確保有機(jī)小分子在納米晶表面形成有效的保護(hù)層從而穩(wěn)定納米品；用NaOH或者HC1將溶液的pH值調(diào)至8 11;向上述溶液中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入通過Te粉和NaBH4反應(yīng)制備的NaHTe溶液，Cd"和Hg"的摩爾數(shù)和與NaHTe的比例為l: 0.2-0.6，通氮?dú)?0min，將上述混合溶液在30 80 °C下加熱30 min，得到CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液，其發(fā)光波長在800 1300 nm內(nèi)可調(diào)。所得樣品可以在水溶液的狀態(tài)下保存；也可以將所得到的水溶液用溶劑反沉淀，離心后得到固體粉木，該粉末可以再次很好的分散在水中。
上述所用原料為鎘鹽，汞鹽，鎘鹽可以是CdCl2， Cd(C104)2等；汞鹽可以是HgCl2，Hg(C104)2等。巰基有機(jī)小分子配體為巰基羧酸，可以是巰基乙酸，巰基丙酸，L-半胱氨酸等；硫醇類，可以是巰基廿油等。離子型碲源，可以是H2丁e， NaHTe等。加熱可以是在烘箱內(nèi)，也可以采用在油浴或者水浴上回流的方式。將所合成的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的水溶液用異丙醇反沉淀，所采用的異丙醇的體積為CdHgTe半導(dǎo)體納米品水溶液體積的1~4倍，然后離心，將所得沉淀在真空烘箱中放置24h以上，即獲得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的粉末。該粉末主要用于X射線光電子能譜的測試(X-rayphotoelectronspec加scopy， (XPS))，儀器型號為VGESCALAB MK II，其目的是為了測得納米晶的實際組成。
由于HgTe的溶度積要比CdTe低20個數(shù)量級，當(dāng)一次性投料時，在成核階段HgTe的形成速度遠(yuǎn)大于CdTe，得到的核是富含Hg元素的；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，Hg^被消耗，CdTe的形成速度開始加快，得到的殼是富含有Cd元素的。因此，可以通過一次性投料直接獲得類核殼結(jié)構(gòu)的納米晶，這種結(jié)構(gòu)賦予CdHgTe納米晶很高的質(zhì)量，如高的量子效率和穩(wěn)定的發(fā)光性質(zhì)，這些都是采用其它方法制備的CdHgTe納米晶所無法達(dá)到的。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述，而不是要以此對本發(fā)明進(jìn)行限制。實施例1
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基丙酸(MPA)為原料合成CcP+與Hg2+投料比為5: 1的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液
NaHTe水溶液通過Te粉和NaBH4反應(yīng)制備先將340 mg NaBH4充分溶解在6 mL去離子水中，然后加入510mgTe粉，只留一個針孔排放體系中產(chǎn)生的氫氣，在冰水浴中反應(yīng)8h，得到0.66 M NaHTe水溶液。
在反應(yīng)體系中加入145mL去離子水，7.5mL0.1 M的CdCl2， 1.5 mL 0.1 M的HgCl2，通氮?dú)獗Ｗo(hù)30min，加入0.23 mL的巰基丙酸(MPA)，用NaOH或者HC1將pH調(diào)到9.0，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌條件下加入0.68 mL 0.66 M的NaHTe水溶液；通氮?dú)獗Ｗo(hù)20 min;金屬離子Cd^和Hg^的摩爾數(shù)和、NaHTe、巰基丙酸(MPA)的比例為l: 0.5: 2.9。將新制備的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液放入40 。C烘箱內(nèi)30 min。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cd0.85Hgai5Te，發(fā)光波長為830 nm，量了效率為2.66%。
實施例2
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基丙酸(MPA)為原料合成CcP與Hg2+投料比為2.5: 1的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液
NaHTe水溶液的制備見實施例1 。
在反應(yīng)體系中加入145mL去離子水，6.4mL0.1 M的CdCl2， 2.6 mL 0.1 M的HgCl2，通氮?dú)獗Ｗo(hù)30 min，其它具體制備過程見實施例1。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cd0 65Hga35Te，發(fā)光波長為950nm，量子效率為37.6 %。
實施例3
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基丙酸(MPA)為原料合成0(12+與Hg2+投料比為1.25: 1的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液
NaHTe水溶液的制備見實施例1
在反應(yīng)體系中加入145 mL去離子水，5.0 mL 0.1 M的CdCl2， 4.0 mL 0.1 M的HgCl2，通氮?dú)獗Ｗo(hù)30 min，其它具體制備過程見實施例1。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cda58HgQ.42Te，發(fā)光波長為1095nm，量子效率為52.3 %。
實施例4
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基丙酸(MPA)為原料合成Cd"與Hg2+投料比為0.8: 1的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液
NaHTe水溶液的制備見實施例1
在反應(yīng)體系中加入145mL去離子水，4.0mL0.1M的CdCl2， 5.0 mL 0.1 M的HgCl2，通氮?dú)獗Ｗo(hù)30 min，其它具體制備過程見實施例1。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cd0.21HgG.79Te，發(fā)光波長為1135nm，量子效率為47.9%。。
實施例5以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基丙酸(MPA)為原料合成CcP與Hg2+投料比為0.6: 1 的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液
NaHTe水溶液的制備見實施例1
在反應(yīng)體系中加入145 mL去離子水，3.375 mL 0.1 M的CdCl2， 5.625 mLO.l M的HgCl2， 通氮?dú)獗Ｗo(hù)30 min，其它具體制備過程見實施例1。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為 Cd0.15Hg0.85Te，發(fā)光波長為1135nm,量子效率為39.0%。
實施例6
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基丙酸(MPA)為原料合成CcP與地2+投料比為1: 1的 CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液
NaHTe水溶液的制備見實施例1
在反應(yīng)體系中加入145 mL去離子水，4.5 mL 0.1 M的CdCl2， 4.5 mL 0.1 M的HgCl2，通 氮?dú)獗Ｗo(hù)30 min,其它具體制備過程見實施例1。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為 Cd0.3QHga7QTe，發(fā)光波長為1125nm，量子效率為55.1 %。對其穩(wěn)定性進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)在兩 個月內(nèi)其峰位和峰強(qiáng)均沒有明顯的改變，說明其性質(zhì)非常穩(wěn)定，詳細(xì)的結(jié)果見表1。同樣， 對其它樣品的穩(wěn)定性也進(jìn)行了監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)它們的性質(zhì)也很穩(wěn)定，與該例中的相似，因此，我 們只給出該例的結(jié)果，其它結(jié)果不再一一列舉。
實施例7
以CdCl2， HgCl2， NaHTe,巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子Cd"+和Hg"+的摩爾數(shù)和、 NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.5: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例6相比，所用的配體不同，為巰基甘油(TG)。在反應(yīng)體系中加入104mL去離子 水，4.65 mL 0.1 M的CdCl2， 4.65 mL 0.1 M的HgCl2溶液，通氮?dú)獗Ｗo(hù)30 min，加入46.5mL 的巰基甘油(TG)水溶液，該水溶液的濃度為0.058 mol/L，且水溶液要經(jīng)過通氮?dú)獬跆幚恚?用NaOH或者HC1將pH調(diào)到9.0，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌條件下加入0.70 mL 0.66 M的NaHTe 水溶液；通氮?dú)獗Ｗo(hù)20min;金屬離子CcP+和H^+的摩爾數(shù)和、NaHTe、巰基甘油(TG)的比 例為1:0.5:2.9。將新制備的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液放入40 °C烘箱內(nèi)30 min。所得CdHgTe 半導(dǎo)體納米晶的組成為CdG.3()HgG.7()Te，發(fā)光波長為1125nm，量子效率為67.0%。
實施例8
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子CcP+和Hg"的摩爾數(shù)和、 NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.5: 3.5的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
6與實施例7相比，所用金屬離子與配體的比例不同，為1:3.5，即在反應(yīng)體系中加入94mL 去離子水，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入56mL的巰基甘油(TG)水溶液，其它具體制備過程見實施例7。 所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為CdooHg,Te，發(fā)光波長為1125腿，量子效率為63.6 %。
實施例9
以CdCl2, HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子CcP和Hg"的摩爾數(shù)和、 NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.5: 4的C膽gTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，所用金屬離子與配體的比例不同，為1:4，即在反應(yīng)體系中加入86mL 去離子水，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入64mL的巰基甘油(TG)水溶液，其它具體制備過程見實施例7。 所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cdo.3oHgo.7oTe，發(fā)光波長為1125 nm，量子效率為64.3 %。
實施例10
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子Cd"和Hg^的摩爾數(shù)和、 NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.5: 4.5的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，所用金屬離子與配體的比例不同，為1:4.5，即在反應(yīng)休系中加入78mL 去離子水，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入72mL的巰基甘油(TG)水溶液，其它具體制備過程見實施例7。 所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cdo.3()Hg().7()Te，發(fā)光波長為1125 nm，量子效率為59.8 %。
實施例11
以CdCl2， HgCl2, NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子Cd"和Hg^的摩爾數(shù)和、 NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.2: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，所用金屬離子與碲源的比例不同，為1:0.2，即在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入0.28 mL0.66M的NaHTe水溶液，其它具體制備過程見實施例7。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的 組成為Cdo.3QHgo.7。Te，發(fā)光波長為1125 nm，量子效率為32.9 %。
實施例12
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子Cf+和Hg^的摩爾數(shù)和、 NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.4: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，所用金屬離子與碲源的比例不同，為1:0.4，即在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入0.56 mL 0.66 M的NaHTe水溶液，其它具體制備過程見實施例7。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成
7為Cda3oHga7oTe，發(fā)光波長為1125 ran,量子效率為47.4 %。 實施例13
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子Cd"禾口 Hg"的摩爾數(shù)和、 NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.6: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，所用金屬離子與碲源的比例不同，為1:0.6，即在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入0.84 mL0.66M的NaHTe水溶液，其它具體制備過程見實施例7。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的 組成為Cdo.3QHga7CTe，發(fā)光波長為1125 nm，量子效率為63.1 %。
實施例14
在pH值為8下，以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子CcP和 Hg"的摩爾數(shù)和、NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.5: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，溶液的pH值不同，用NaOH或者HCl將溶液的pH值調(diào)到8，其它具 體制備過程見實施例7。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cda3QHga7()Te，發(fā)光波長為1125 nm，量子效率為70.9 %。
實施例15
在pH值為10卜"，以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子Cd2+ 和Hg"的摩爾數(shù)和、NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.5: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶 液
NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，溶液的pH值不同，用NaOH或者HCl將溶液的pH值調(diào)到10，其它具 體制備過程見實施例7。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cda3oHgQ.7oTe，發(fā)光波長為1125 nm，量子效率為61.6%。
實施例16
在pH值為11下，以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子Cd2+ 和Hg^的摩爾數(shù)和、NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.5: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶 液
NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，溶液的pH值不同，用NaOH或者HCl將溶液的pH值調(diào)到11，其它 具體制備過程見實施例7。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為CdG.3QHg().7()Te，發(fā)光波長為1125 nm，量子效率為68.8 %。
實施例17
在30。C下，以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子CcP和Hg2+ 的摩爾數(shù)和、NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.5: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，反應(yīng)溫度不同，在烘箱中的加熱溫度為30。C，其它具體制備過程見實 施例7。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cdo.3()Hg().7()Te，發(fā)光波長為1125nm，量子效率 為66.1 %。
實施例18
在80°<:下，以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基甘油(TG)為原料合成金屬離子Cd2，P Hg2+ 的摩爾數(shù)和、NaHTe、巰基甘油(TG)的比例為1: 0.5: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，反應(yīng)溫度不同，在烘箱中的加熱溫度為80°C，其它具體制備過程.見實 施例7。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cda3oHgo.7()Te，發(fā)光波長為1125nm，量子效率 為62.4%。
實施例19
以CdCl2， HgCl2， NaHTe，巰基乙酸(TGA)為原料合成金屬離子CcP+和Hg"的摩爾數(shù)禾口、 NaHTe、巰基乙酸(TGA)的比例為1: 0.5: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液 NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，所用配體不同，為巰基乙酸(TGA)。在反應(yīng)體系中加入72mL去離子水， 2.21 mL0.1 M的CdCl2， 2.21 mL0.1 M的HgCl2,通氮?dú)獗Ｗo(hù)30min，加入0.089 mL的巰基 乙酸(TGA)，用NaOH或者HCl將pH調(diào)到9.0,在通氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌條件下加入0.335 mL 0.66 M的NaHTe水溶液；通氮?dú)獗Ｗo(hù)20 min;金屬離子Cd"和Hg"的摩爾數(shù)和、NaHTe、巰基 乙酸(TGA)的比例為1: 0.5: 2.9。將新制備的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液放入40 °C烘箱內(nèi) 30 min。所得CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的組成為Cd園Hg,Te，發(fā)光波長為1190 nm。
實施例20
以CdCl2， HgCl2， NaHTe， L-半胱氨酸(L-Cys)為原料合成金屬離子CcP和Hg^的摩爾數(shù) 和、NaHTe、 L-半胱氨酸(L-Cys)的比例為1: 0.5: 2.9的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液
以CdCl2， HgCl2， NaHTe， L-半胱氨酸(L-Cys)為原料合成Cd"與Hg2+投料比為1: l的
9CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液
NaHTe水溶液的制備見實施例1
與實施例7相比，所用配體不同，為L-半胱氨酸(L-Cys)。在反應(yīng)體系中加入36 mL去離 子水，2.21 mL 0.1 M的CdCl2， 2.21 mL 0.1 M的HgCl2溶液，通氮?dú)獗Ｗo(hù)；取L-半胱氨酸 (L-Cys)0.1553g,加入36mL去離子水，通氮?dú)獗Ｗo(hù)；30min后，將上述兩溶液混合，用NaOH 或者HC1將pH調(diào)到9.0，在通氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌條件下加入0.335 mL 0.66 M的NaHTe水溶液； 通氮?dú)獗Ｗo(hù)20min;金屬離子CcP和Hg^的摩爾數(shù)和、NaHTe、 L-半胱氨酸(L-Cys)的比例為 1: 0.5: 2.9。將新制備的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液放入40 。C烘箱內(nèi)30 min。所得納米晶 的發(fā)光波長為1300 nm。
表l:對實施例6中納3K晶峰強(qiáng)以及最大發(fā)身寸峰位白勺監(jiān)測放置時間一周二周三周四周五周六周七周八周
峰強(qiáng)978818670690774702655795
最大發(fā)射峰位(nm)11251125112511251125112511251125
說明峰強(qiáng)是通過對熒光光譜的積分獲得。
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權(quán)利要求
1、一步制備準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)近紅外納米晶的方法，其特征在于過程如下向水溶液中一次性加入金屬離子，有機(jī)配體，調(diào)節(jié)溶液pH值，加入碲源，將混合溶液加熱一段時間采用一次投料形成鎘鹽、汞鹽的混合水溶液，通入氮?dú)獬羧芤褐械难鯕?，最終體系中鎘鹽的濃度控制在1.0×10-4-1.0×10-2M之間，金屬離子Cd2+和Hg2+的比例為5-0.61，其發(fā)射波長通過調(diào)整Cd2+與Hg2+的比例來實現(xiàn)；選擇含巰基的有機(jī)小分子作為配體與Cd2+和Hg2+進(jìn)行配位，Cd2+和Hg2+的摩爾數(shù)和與配體的比例為12.9-4.5；用NaOH或者HCl將溶液的pH值調(diào)至8-11；向上述溶液中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入通過Te粉和NaBH4反應(yīng)制備的NaHTe溶液，Cd2+和Hg2+的摩爾數(shù)和與NaHTe的比例為10.2-0.6，通氮?dú)?0min，將上述混合溶液在30～80℃下加熱30min，得到CdHgTe半導(dǎo)體納米晶溶液，得到發(fā)射波長從800～1300nm所有樣品；所得樣品是水溶液的狀態(tài)保存，可以直接應(yīng)用；或者將所得到的水溶液采用溶劑反沉淀，離心得到固體粉末，該粉末可以再次很好的分散在水中。
2、 如權(quán)利要求所述的一步制備準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)近紅外納米晶的方法，其特征在于鎘鹽是 CdCI2或Cd(CI04)2;汞鹽是HgCI2或Hg(CI04)2。
3、 如權(quán)利要求所述的一步制備準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)近紅外納米晶的方法，其特征在于離子型碲源是H2Te或NaHTe。 NaHTe水溶液通過Te粉和NaBH4反應(yīng)制備先將340 mg NaBH4 充分溶解在6mL去離子水中，然后加入510mgTe粉，只留一個針孔排放體系中產(chǎn)生 的氫氣，在冰水浴中反應(yīng)8h，得到0.66 MNaHTe水溶液。
4、 如權(quán)利要求所述的一步制備準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)近紅外納米晶的方法，其特征在于巰基羧酸是 巰基乙酸、巰基丙酸或L-半胱氨酸；硫醇是巰基甘油。
5、 如權(quán)利要求所述的一步制備準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)近紅外納米晶的方法，其特征在于加熱的溫度為60。C，加熱可以是在烘箱內(nèi)，也可以采用在油浴或者水浴上回流的方式。
6、 如權(quán)利要求所述的一步制備準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)近紅外納米晶的方法，其特征在于反沉淀用溶劑為醇類異丙醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體納米晶的制備方法，特別涉及一種采用一步法制備波長在近紅外范圍內(nèi)可調(diào)的具有準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)的CdHgTe半導(dǎo)體納米晶的制備方法。其是向水溶液中一次性加入鎘鹽和汞鹽，通過調(diào)節(jié)鎘離子和汞離子的比例來改變半導(dǎo)體納米晶的組成，從而調(diào)節(jié)其在近紅外的發(fā)射波長，選擇含巰基的有機(jī)小分子作為配體與鎘離子和汞離子進(jìn)行配位，溶液的pH值為8～11，加入碲源，最后將溶液加熱，即可得到高質(zhì)量(最高量子效率為70.9％)的近紅外半導(dǎo)體納米晶水溶液。該方法簡單，操作容易，價格低廉，所使用的溶劑水無毒，是一種利用CdTe與HgTe溶度積的巨大差異來制備組成不同的準(zhǔn)核殼結(jié)構(gòu)納米晶的新方法。
文檔編號C30B29/48GK101498048SQ200910066480
公開日2009年8月5日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者孫海珠, 皓 張, 張俊虎, 柏 楊 申請人:東北師范大學(xué)