CdS@SiO2

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核壳结构CdS/SiO2纳米颗粒的制备及表征

核壳结构CdS/SiO2纳米颗粒的制备及表征

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18 4
广 西 大学 学 报 ( 自然 科 学 版 )
第 3 2卷
1 2 2 买验 步 骤 . .
用 高纯N 将 含有 以MP S为稳 定剂 的C C 的 甲醇溶 液在 密 闭体系 中脱 氧保 护 , 在适 当的搅 拌速 d1 并
荧光光谱的影响. 关键词 : 壳结构 ;d ; 核 C S 纳米 颗粒
中 图分 类 号 : 4 . O6 9 4 文献标识码 : A
半导 体纳 米粒 子 是指 粒径 在 1 0 m 的半 导体 颗 粒 , ~1 0n 因其 独特 的 荧光 性质 而 引起 人们 的普遍 关 注, 人们研 究 和发展 了多种 合成 方法 . d C S是 研究 较 多 的半 导 体 纳米 颗 粒 之一 , 合 成 主要 是 以巯 基 化 其 合物 为稳 定剂 的胶 体化 学法 [. 方 法 操作 简单 , 1该 ] 条件 温 和 , 但所 得 产 品荧 光量 子 产 率低 , 定 性 较差 . 稳 近年 来 , 壳结构 的半 导体 纳米微 粒 的研究 已成 热 点 , 献L 核 文 2 分别 制备 了 二氧化硅 包 覆 的 C Te或 C S 门 d d 纳米粒 子 , 体过 程包 括两 步 , 具 即先制 备 出C Te或C S作 为核 , 后再 在C T d d 然 d e或C S外 包覆 硅壳 层 , d 其
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第3 2卷 第 2期 20 0 7年 6月
广西大学学报 ( 自然 科 学 版 )
J u n lo a g i iest ( tS i o r a fGu n x Unv riy Na e Ed)
V o .3 No.2 1 2。
过程繁 琐.
3巯 基 丙基 三 甲氧基硅 烷 ( S 是 一种 双官 能 团分 子 , 子 中的巯 基 可 与 C 离 子 配 位 ; 原子 一 MP ) 分 d 硅 上 的 甲氧 基水 解后 可 生 长成 网 络状 硅壳 . a l { 据 这 一 特性 将 胶 体 金 包 覆 于硅 壳 内, 备 了 大小 P u 等[根 制 为 1 m 的核/ ~5n 壳型 金颗 粒 ; e e 等 [根据 同一 原理 , 备 了核/ W lr s l 制 壳结 构 的 C TeSO 纳 米 粒子 . d /i 基 于以上工 作 , 为简 化硅 壳纳 米颗 粒 的制 备过 程 , 缩短 制备 时 间 , 文 以 MP 本 S为稳 定 剂 , 无 水 甲醇介 质 在 中 一 步合 成 C S SO d / i 核/ 结构 的纳 米粒 子 , 壳 以扫描 探 针显 微 镜及 荧 光 光谱 进 行表 征 , 考 察 了掺 杂 并 Z 抖和 C 离 子对其 光谱 性质 的影 响 , n u 结果表 明 , 掺杂 Z 离子 使得 光谱 蓝移 , 掺杂 C 离子 则使 得 n 而 u

SiO2干凝胶中CdS量子点的光致发光性质

SiO2干凝胶中CdS量子点的光致发光性质

步水 解法 ¨ …。该 方 法 以 T O E S为 SO i 的前 驱 体 ,
c ( O ) ・ H 0 为 镉 源 , C( H ) d N 4 。 S N :为 硫 源 。
首先 , 室 温 下 将 一 定 量 的 T O 在 E S加 到 H O、 , CH O 。 H和 H O N 的混 合溶 液 中, 烈搅拌 3 i, 剧 0 rn a
该 阶段 各 材 料 的 量 的 比 为 /( , : ( E s : / H O) n T 0 ) , ( : s H) 0 ) :: :. 5 cH 0 : ( 1 =J】 0∞1 。然 后 , 一 4 6 将 定量的 C ( O ) S ( H ) d N 、C N 乙醇 溶 液加 入 到部 分 水 解 的 SO i 溶 胶 中 , 足 水 , n( 补 使 H O):
关 键 词 : 氧 化 硅 凝 胶 ; 致 发 光 ; d 量 子 点 ; 胶 一 胶 法 二 光 CS 溶 凝 P CS 7 .5 一 A : 8 5 .m P CC: 85 A 7 5 文 献 标 识码 : A
中 图分 类号 :0 8 . 1 4 2 3
DO I: 1 37 /fx 2 1 2 0. 88 g b 01 3 03. 22 0 7
第3 2卷
第 3期
发 光 学 报
CH I NESE oURNAL j OF LUM I NESCENCE
V0 . 2
2 1年 3月 01
文 章 编 号 :10 -0 2 2 1 )30 2 -5 007 3 (0 0 -2 70 1
C S量子 点 发 光 效 率 的方 法 。溶 胶 一 胶 ( o— d 凝 Sl g 1 法 可 以在较 低温 度下 将光 活性 物 质与 无机 基 e)

空心SiO2综述

空心SiO2综述

北京化工大学陈兴田陈劲春究采用反相微乳液法,在首先合成纳米硫化镉的基础上,在体系中原位合成CdS/SiO2复合材料,经过浓盐酸处理后,成功制备出分散均匀的空心纳米SiO2。

其中纳米微球的粒径平均分布在30~50nm,层得平均厚度为16nm,空心部分的厚度大约在10nm。

北京化工大学王洁欣文利雄和平陈建峰等以纳米碳酸钙颗粒为新颖的无机模板剂,硅酸钠为无机硅源,通过溶胶-凝胶法形成CaCO3/SiO2的核壳结构;随后通过高温煅烧、酸溶和干燥处理,合成出了具有高比表面积的球形纳米空心二氧化硅粒子。

其中微球空心部分的粒径在50~60 nm 左右,壁厚在10nm左右。

而SiO2壁上含有许多通道。

复旦大学材料科学系邓字巍陈敏周树学游波武利民等分别以分散聚合和无皂乳液聚合方法制得的不同粒径聚苯乙烯(PS)微球为模板,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过控制介质中氨水的初始体积,一步法制得了不同粒径的单分散SiO2空心微球。

可以通过改变TEOS的浓度来控制空球壁厚,一般随着TEOS浓度的增大,微球的壁厚与粒径也在增大,空心部分的粒径受PS模板粒径大小的影响。

SatoshiHorikoshi YuAkaob TakuOgurac HidekiSakai MasahikoAbe NickSerponed等先合成五种油包水的乳液,分别在这五种乳液的存在下,使TEOS (正硅酸乙酯)在油/水界面上发生水解,合成软模板,最终在环己烷乳液(该乳液最稳定)中合成SiO2空心球。

空心球的粒径在100±20nm。

球的壁厚受多种因素的影响:水相PH值、反应时间、TEOS的加入量等。

中国科学院大连化学物理研究所FeiTeng ZhijianTian GuoxingXiong ZhushengXu等在非离子反相微乳液中合成了SiO2空心微球。

其粒径可以在纳米到微米范围内波动。

空心部分的孔径以及SiO2层壁厚是随着反应原料的加入量和加入方式而变化的。

硫化镉_二氧化硅复合材料的合成_崔铁钰

硫化镉_二氧化硅复合材料的合成_崔铁钰

檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝殝殝殝研究简报硫化镉/二氧化硅复合材料的合成崔铁钰a崔放a *李垚b *(a 哈尔滨工业大学基础与交叉科学研究院哈尔滨150001;b哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150080)摘要结合亲核取代反应与硅氧烷水解和硅羟基缩合反应,制备了羧酸镉/二氧化硅复合材料。

通过硫化反应,实现了立方结构和六方结构硫化镉纳米粒子在复合材料中的原位制备。

复合材料中硫化镉纳米粒子的发射峰位在617nm ,属于红色荧光(三元色之一)。

硫化镉/二氧化硅复合材料在光学器件方面具有潜在的应用前景。

关键词二氧化硅,硫化镉,复合材料,原位,纳米粒子中图分类号:O641文献标识码:A文章编号:1000-0518(2013)06-0730-03DOI :10.3724/SP.J.1095.2013.205062012-11-06收稿,2012-12-03修回国家自然科学基金(51273051,21101011,21174033),中国博士后基金(20080440863,20090450978,201003417)资助项目通讯联系人:崔放,讲师;Tel :0451-********;E-mail :cuifang@hit.edu.cn ;研究方向:有机无机复合功能材料共同通讯联系人:李垚,教授;Tel :0451-********;E-mail :liyao@hit.edu.cn ;研究方向:功能复合材料二氧化硅由于具有强度高、耐高温、生物相容性、紫外可见光透过性好以及化学性质稳定等优势,成为各种纳米粒子理想的载体[1-2]。

近10年来,纳米粒子与二氧化硅复合材料的研究工作引起了人们的广泛关注,各种无机纳米粒子/二氧化硅复合材料的制备与性能研究陆续被报道[2-7]。

在众多纳米粒子中,CdS 纳米晶具有禁带范围较宽可以直接跃迁型能带结构的优势,在太阳能转化、非线性光学、光化学电池和光催化方面具有广泛的应用前景[8-9]。

处理温度及CdS量子点对Eu 3+掺杂SiO2干凝胶光致发光性质的影响

处理温度及CdS量子点对Eu 3+掺杂SiO2干凝胶光致发光性质的影响
第3 2卷
第 8期
发 光 学 报
CHI NES OURNAL OF L E J UM I NES CENCE
V0. No 8 132 .
21 0 1年 8月
Aug .,2 1 01
文章 编号 :1 0 -0 2 2 1 ) 8 ) 4 0 0 07 3 ( 0 0 <7 —5 1 8
2 2 实验步 骤 . 2 2 1 E ”掺杂 SO 凝胶 的割备 .. u i,

中, 结果表 明 : d C S纳米粒 子 表 面俘获 电子 以非辐 射形式将能量传 递 给 E “离 子 , u 增强 了 E “ 的荧 u
E “ 掺 杂 SO 干 凝 胶 是 以 正 硅 酸 乙 酯 为 u i, SO 的前驱 物 , 用 两 步水 解 法 制 得 。首 先 将 一 i: 采
谱 中, 没有 出现 64I 1 m发射峰 ,5 I处 的峰也很弱 ; l 45Hl l 随着干燥处理温度 的升高 , 5 m和 64n 4 5n 1 m处的发
射逐渐增强 ; 当温 度 高 于 4 0℃ 后 , 度 又 都 随 之 下 降 。 同时 , 考 察 了 20 ℃ 条 件 下 处 理 2h的 E C S 0 强 还 0 uV d 量 子 点 共掺 杂 的 SO 干凝 胶 的 发光 性 质 及 C S 子点 对 E 。 光 的 影 响 。 i d量 u 荧 关 键 词: 光致 发 光 ; d 子 点 ; u ; 掺 杂 ; i C S量 E 共 SO 干凝 胶
法把 C S纳 米 粒 子 吸 附 到 E “ 掺 杂 的 SO 凝 胶 d u i
2 实
2 1 试 剂 .

实验 所用 T O E S无水 乙醇 、 酸 、 硝 硝酸 镉 、 硫 脲均 为分 析纯 。E 度 为 9 . 5 , 适 量硝 uO 纯 99% 用 酸溶 解 , 得 浓 度 一 定 的 E ( O ) 溶 液 。实 验 制 u N , 用水 为二次 重蒸去 离 子水 。

反相微乳液法制备CdTe@SiO2荧光微球及其荧光性能研究

反相微乳液法制备CdTe@SiO2荧光微球及其荧光性能研究

反相微乳液法制备CdTe@SiO2荧光微球及其荧光性能研究宁振动;张纪梅;魏君;成耀宇【摘要】利用巯基丙酸(MPA)为稳定剂,水相合成高质量的CdTe纳米晶,然后通过反相微乳液方法制备得到了具有明显核壳结构并单分散的CdTe@SiO2荧光复合纳米粒子;利用透射电子显微镜(TEM)、荧光分光光度计以及紫外可见光分光光度计对制备的纳米粒子进行表征;研究了未包裹的CdTe量子点与核壳型CdTe@SiO2纳米复合粒子分别对pH及离子强度的耐受性.研究发现:由于SiO2壳层的存在使得CdTe@SiO2能够在很高的离子强度及很广泛的pH范围下仍具有较强的荧光.由于这些优点,使其在生物标记、细胞成像等生物领域具有广泛应用.%High-quality CdTe nanocrystals capped by mercaptopropionic acid (MPA) were prepared in aqueous solution, then fluorescent, monodispersed, well-separated, core/shell CdTe@SiO2 particles were prepared via reverse microemulsion method. Obtained samples were characterized by means of transmission electron microscope (TEM), UV-vis and PL emission. The influences of ionic strength and pH on the PL emission of uncoated CdTe and CdTe/SiO2 composite nanoparticles were investigated thoroughly. The results show that due to the presence of SiO2 shell, CdTe@ SiO2 still remain a strong fluorescence at high ionic strength and a very broad pH range. Because of these advantages, it has broad applications in biological fields, such as biomarkers, cell imaging.【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2012(031)001【总页数】4页(P49-52)【关键词】反相微乳液;CdTeSiO2荧光微球;荧光性能;核壳型;离子强度;pH【作者】宁振动;张纪梅;魏君;成耀宇【作者单位】天津工业大学环境与化学工程学院,天津300160;天津工业大学环境与化学工程学院,天津300160;天津工业大学环境与化学工程学院,天津300160;天津工业大学理学院,天津300160【正文语种】中文【中图分类】O482.3由于量子点(quantum dots,QDs)具有发光性质的尺寸依赖性,近来引起了人们对其在生物标记、细胞成像、传感材料方面的广泛兴趣[1-3].特别是与传统的有机荧光染料分子相比,量子点具有许多特殊的光学性能.比如,激发光可选范围宽,可以用同一波长的光激发不同尺寸量子点,荧光发射波长可单纯地通过改变粒子尺寸进行调节,具有狭窄对称的荧光发射峰,光稳定性强不易发生荧光漂白等[4].水相合成方法制备的量子点存在着稳定性差,光学性质强烈依赖于其表面状态以及受应用环境的影响较大的缺点[5].如果将其用于生物领域还需解决重金属元素的毒性问题.目前的解决办法主要有利用无毒或者危害小的元素代替重金属元素[6],或者采用惰性物质,比如二氧化硅(SiO2)对量子点表面进行包覆[7-11].Liz-Marzán 及其合作者利用传统的Stöber法成功制备得到了具有核壳结构的CdS@SiO2纳米复合粒子,并且发现SiO2壳层能够有效的阻止CdS的光氧化[7].但是,利用Stöber法包裹量子点存在诸多缺点,例如包裹前需要对量子点进行复杂的预处理,导致量子点的发光效率急剧降低,另外还有发光蓝移现象的发生 [8].除了传统的Stöber法,反相微乳液法(油包水)也被用来制备SiO2包裹量子点纳米复合粒子[9-11].利用反相微乳液方法可以制备得到尺寸均一的、大小可调的球形纳米复合粒子.量子点表面包覆SiO2的目的主要有:①阻止量子点的光氧化;②解决量子点的生物毒性问题;③使得量子点能够更容易功能化.本文采用反相微乳液法合成核/壳型CdTe@SiO2荧光纳米复合粒子,并且对比研究CdTe量子点与CdTe@SiO2荧光纳米复合粒子在不同pH及不同离子强度下的性质.1 实验部分1.1 试剂和仪器氯化镉(CdCl2·2.5H2O)、碲粉(Te)、硼氢化钠(NaBH4)等,购于国药集团化学试剂有限公司;氨水(w=25%),环己烷,正己醇等购于天津科密欧化学试剂公司;正硅酸乙酯(TEOS),购于 TCI公司;TritonX-100、巯基丙酸(MPA),购于 Sigma-Aldrich公司,均为分析纯(AR级);实验中用水均为超纯水,Aquapro超纯水设备生产.制备得到的CdTe@SiO2的纳米复合粒子的尺寸和形态通过Hitachi H-7650型透射电镜(TEM)进行表征,操作电压80 kV;荧光发射光谱和紫外可见光吸收光谱分别利用天津港东F-380荧光分光光度计、美国热电Helios γ紫外可见光分光光度计进行表征.1.2 水溶性CdTe量子点的制备MPA稳定的CdTe量子点的制备采用常见的水相合成法[12].具体步骤为:首先制备NaHTe溶液,将80 mg硼氢化钠溶解在2 mL去离子水中,加入127.5 mg碲粉,低温反应8 h后,黑色的碲粉消失,并产生白色晶体;澄清的NaHTe溶液用来制备CdTe量子点.另外需要注意反应体系要留一小孔与大气相通以便反应产生的氢气可以排走;然后按照Cd2+、HTe-、MPA的摩尔比为1∶0.5∶2.4,分别将0.002 mol的CdCl2·2.5H2O、0.0048 mol的MPA加入到125 mL超纯水中,磁力搅拌下利用1 mol/L的NaOH调节溶液pH至9.1,然后通氮气30 min后,加入新制备的NaHTe溶液.最后,在没有氮气保护下,将前驱体溶液回流一段时间,即得到具有高量子效率的CdTe水溶胶.在不同的回流时间下取一定量样品利用荧光分光光度计和紫外可见光分光光度计进行表征.1.3 核壳型荧光纳米粒子的制备CdTe@SiO2的制备采用反相微乳液方法[9].详细步骤如下:将7.5 mL环己烷、1.77 mL TritonX-100以及1.8 mL正己醇混合,磁力搅拌至光学透明.然后加入250 μL 25%的氨水和500 μL上述回流24 h的CdTe QDs水溶液,搅拌30 min 形成油包水的微乳液.随后在剧烈搅拌下加入150 μL TEOS,密封避光反应24 h.反应结束后,加入20 mL丙酮破乳,在10000 r/min下离心分离,弃去上清液,将得到的沉淀分别用异丙醇、乙醇和水清洗离心,最后将得到的样品分散在超纯水中进行性能表征.2 结果与讨论2.1 光学性质新制备的CdTe前驱体溶液是没有荧光的,但是回流几分钟后,便出现了较强的绿色荧光.随着回流时间的增加,微粒的紫外吸收光谱和荧光发射光谱发生红移,如图1所示.由于纳米晶存在量子尺寸效应,通过改变纳米晶的粒径,可以调节其荧光的颜色.通过延长回流时间,可以制备得到不同粒径的纳米晶.随着粒径的改变,可以分别得到绿、黄、橙及红色荧光.吸收光谱与荧光光谱的红移说明粒径在随着回流时间的增加而增加[13].图2为CdTe@SiO2荧光复合纳米粒子的荧光发射光谱.从图2中可以看到,所制的纳米复合物仍具有较强的荧光.但是与包覆前相比却发生了蓝移(641 nm蓝移至632 nm).这一现象已有相关报道[8],分析认为发射峰蓝移的原因在于:随着硅层的包被,可能导致量子点表面结构的改变从而导致其发光行为的改变;另外,CdTe量子点在包被硅层的过程中,由于巯基丙酸大量地从量子点表面离去,使得CdTe量子点进一步发生光氧化,从而导致发射峰的蓝移.如图3所示为CdTe@SiO2复合纳米粒子的TEM照片,用反相微乳液法制备的荧光纳米复合粒子具有明显的核壳结构,粒子呈球形,平均粒径为(68±4.4)nm,尺寸分布均一,并且每个SiO2壳基本上只包覆1个CdTe量子点.另外还可以通过改变反应体系中TEOS、水及Triton X-100等的量来调节SiO2壳的厚度[10].2.2 pH及离子强度的影响在生物应用中,缓冲溶液的离子强度和pH值都是非常重要的参数,但是高离子强度及强酸性都会对CdTe量子点的发光行为造成影响.所以有必要研究离子强度和pH对CdTe量子点及CdTe@SiO2复合粒子的影响,结果如图4、图5所示.由图4可知,在不同的离子强度的溶液中,CdTe@SiO2比单独的CdTe要稳定,当NaCl浓度达到200 mmol/L时,CdTe@SiO2复合纳米粒子的荧光几乎没有变化;而对于CdTe量子点其荧光则下降的很明显,这是由于加入电解质后会使CdTe量子点聚集,粒子间发生荧光共振能量转移,使得发光变弱 [14].对于CdTe@SiO2由于SiO2壳的保护作用,使其能够在很大的离子强度范围内荧光基本上不受影响.又由于荧光共振能量转移发生的作用距离一般是小于10 nm,而SiO2壳层的厚度大于10 nm,所以一般情况下即便CdTe@SiO2复合纳米粒子产生聚集,荧光共振能量转移也不会对其发光性质造成较大影响[15].对于pH的影响,CdTe量子点在pH<5时便产生沉淀,pH<2时开始分解完全猝灭.这是由于在H+的作用下,表面配体MPA与Cd的相互作用逐渐减弱,使得量子点表面的缺陷增多导致发光减弱,当pH<2时,量子点开始分解最终导致其基本上完全猝灭.而对于CdTe@SiO2纳米复合物,由于SiO2壳层的存在,使其发光在pH=2.0左右时仍能保持原来的27%,而此时未包覆的量子点的发光基本上已完全猝灭.这说明SiO2壳可以很好的保护CdTe量子点的荧光发射,提高其稳定性.对于CdTe 量子点pH值刚开始下降时发光性质有所加强,这是因为不但巯基可以和Cd2+配位,羰基氧也存在和Cd2+的次级配位,pH值降低使CdTe表面MPA中羧基质子化使得羰基氧和Cd2+的次级配位作用加强,更好地钝化量子点的表面,提高发光效率[12].另外,CdTe量子点的发光不单纯由纳米晶表面的MPA的羧基的质子化决定,降低pH值也会使溶液中多余的Cd2+与MPA形成的复合物与纳米晶表面作用提高其发光效率和稳定性[5].但是如果pH太低,则会破坏形成的可以钝化量子点表面的物质及量子点本身的结构,从而使其发光猝灭.同样,对于CdTe@SiO2纳米复合物,由于SiO2壳层并非致密结构[16],故H+及其他小分子可以扩散到壳层里面与CdTe作用,也会在pH刚下降的时候使其发光增强.由于壳层的存在,使得其可以耐受比较低的pH.3 结论(1)通过反相微乳液方法成功制备得到核壳型、尺寸均一、分散性好的CdTe@SiO2荧光复合纳米粒子.(2)与未包裹SiO2壳的CdTe量子点相比,该复合纳米粒子具有很好的光学稳定性,如耐高离子强度以及对pH稳定的范围比较广.参考文献:【相关文献】[1]BRUCHEZ Jr M,MORONNE M,GIN P,et al.Semiconductor nanocrystals as fluorescent biological labels[J].Science,1998,281:2013-2016.[2]CHAN W C W,NIE SHUMING.Quantum dot bioconjugates for ultrasensitive nonisotopic detection[J].Science,1998,281:2016-2018.[3]MEDINTZ I L,UYEDA H T,GOLDMAN E R,et al.Quantum dot bioconjugates for imaging,labelling and sensing[J].Nat Mater,2005,4:435-446.[4]RESCH-GENGER U,GRABOLLE M,CAVALIERE-JARICOT S,et al.Quantum dots versus organic dyes as fluorescent labels[J].Nat Methods,2008,5(9):763-775.[5]GAO M,KIRSTEIN S,MOHWALD H,et al.Strongly photoluminescent CdTe nanocrystals by proper surface modification[J].J Phys Chem B,1998,102:8360-8363. 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发光功能化二氧化硅纳米材料的研究进展

发光功能化二氧化硅纳米材料的研究进展

收稿日期:2022-10-03基金项目:鲁米诺、银双功能化二氧化硅纳米材料的制备与分析应用研究(2022KY005);鲁米诺功能化的二氧化硅纳米材料的研究(X202210997138)作者简介:邱淑银,女,教师,研究方向:化学发光纳米材料,。

安徽化工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.49,No.4Aug.2023第49卷,第4期2023年8月发光功能化二氧化硅纳米材料的研究进展邱淑银,柳傲雪(昌吉学院化学与化工学院,新疆昌吉831100)摘要:发光功能化纳米材料因其良好的发光特性而备受关注,将发光试剂修饰于二氧化硅纳米材料上,获得发光功能化的二氧化硅纳米材料,基于其优良发光性能、热稳定性、生物相容性、无毒等优点,在环境监测、生物分析等领域具有广泛的应用。

从制备及分析应用两个方面综述了发光功能化二氧化硅纳米材料的研究进展。

关键词:二氧化硅;化学发光;制备;应用doi :10.3969/j.issn.1008-553X.2023.04.003中图分类号:TQ340文献标识码:A文章编号:1008-553X (2023)04-0009-04功能化发光纳米材料,是采取一定方法将大量化学发光试剂负载于纳米材料上,从而使材料具备发光性能,通常酶或发光底物也可以产生化学发光信号,负载于纳米材料上,可获得发光功能化纳米材料[1-4]。

依据发光功能化纳米材料的制备方式不同,其可分为如下几类:①掺杂或者包裹模式,将发光试剂通过包裹的形式掺杂于纳米材料内部,如掺杂联吡啶钌的二氧化硅、包裹鲁米诺的二氧化硅等[5-8];②侨联模式,利用一些具备特殊性能的侨联分子与产生发光信号的发光试剂进行反应,通过侨联分子做为纽带链接于纳米材料表面[9-12];③价键修饰模式,将产生发光信号的分子以共价键、非共价键等方式负载于纳米材料表面[13-16];④自身具有发光性能的纳米材料,如具有电致化学发光性能的量子点材料[17-20]。

SiO2的结构和性质

SiO2的结构和性质

SiO2的结构和性质订阅字号2010-05-03 21:31:25| 分类:微电子材料| 标签:sio2psg氧化原子薄膜|(氧化硅的结构怎样?为什么SiO2能够用作为B、P、Sb、As等杂质扩散的掩蔽膜?)原创作者:Xie M. X. (UESTC,成都市)氧化硅(SiO2)有晶体与非晶体之分,例如水晶(石英)就是一种晶态氧化硅,而硅片上热生长的氧化膜则为非晶态氧化硅。

晶态氧化硅中的原子分布具有长程有序性;非晶态氧化硅中的原子分布也具有一定的有序性,但只是短程有序性。

在Si表面上制备氧化硅薄膜的方法有许多种,例如:热生长法;CVD(化学气相淀积)法,如烷氧基硅烷(如正硅酸乙酯[Si(OC2H5)4],TEOS)的热分解(或热解氧化)淀积法;PVD(物理气相淀积)法等。

(1)SiO2的一般性质:原子密度= 2.3×1022 cm-3;晶体密度= 2.27 g-cm-3;熔点≈1700 oC;比热Cp =1.0 J/g-oC;热导率= 0.014 W/cm-K;热膨胀系数(ΔL/LΔT)=0.5×10-6 [1/oC](比Si和GaAs的都小);禁带宽度Eg≈8eV;电阻率> 1016 Ω-cm(为绝缘体);击穿电场≈600 V/μm。

(2)SiO2的结构:氧化硅中的基本化学键是Si-O键(含有50 %的共价键和50 %的离子键)。

氧化硅中原子排列的基本结构是一种Si-O键构成的正四面体,即每一个Si离子的周围有4个按正四面体分布的O离子(Si离子中心与O离子中心之间的距离为1.6?,O离子与O离子中心之间的距离为2.27?)。

然后,这种Si-O正四面体通过顶角的O离子而规则地连接起来形成网络式的结构,即构成晶态氧化硅。

否则,若这些Si-O正四面体的连接不是很规则,即形成具有一些错乱的网络式结构,则为非晶态氧化硅。

显然,在氧化硅中存在许多由多个Si-O正四面体包围而成的空洞(网络中间的空洞),这些空洞的体积都比较大。

纳米材料改性水泥基注浆材料的作用机理与研究现状

纳米材料改性水泥基注浆材料的作用机理与研究现状

第47卷第1期6送坊Vol.47,No.l 2021年1月Sichuan Building Materials January,2021纳米材料改性水泥基注浆材料的作用机理与研究现状欧阳泽斌,杨坪(同济大学土木工程学院,上海200092)摘要:由于工程地质条件的复杂性,注浆材料需要满足速凝早强、抗分散性、耐久性好的要求。

而纳米材料可以改善水泥基注浆材料的力学特性、抗分散性、耐久性,为注浆材料的研制提供了新方向。

本文就纳米材料改性水泥基注浆材料的作用机理和研究现状进行了归纳分析,指出关于注浆参数的模型试验和数值模拟研究成果应与工程实践联系,研制更符合特定工程要求的注浆材料,为注浆实践提供指导。

关键词:纳米材料;注浆;作用机理;研究现状中图分类号:TD745文献标志码:A文章编号:1672-4011(2021)01-0001-03DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2021.01.001The action mechanism and research status of nano-materials modified cement-based grouting materialsOUYANG Zebin,YANG Ping(School of Civil Engineering,Tongji University,Shanghai200092,China)Abstract:Due to the complexity of engineering geological condi­tions,grouting materials need to meet the requirements of quick setting,early strength,dispersion-resistance and good durabili­ty.Nanomaterials can improve the mechanical properties,disper­sion-resistance and durability of cement-based grouting mate­rials,providing a new direction for the development of grouting materials.In this paper,the action mechanism and research status of nano-materials modified cement-based grouting materials are summarized and analyzed,and it is pointed out that the re­search results of model test and numerical simulation on grouting parameters should be related to engineering practice,and the grouting materials more in line with specific engineering require­ments should be developed,so as to provide guidance for grouting practice.Key words:nanomaterials;grouting;action mechanism;re­search statuso前言随着我国基础建设的不断推进,越来越多的工程项目面临复杂的工程地质条件,易发生突涌水等地质灾害,造成人员伤亡和经济损失。

CdS的制备与性能研究

CdS的制备与性能研究
CdS的研究与应用进展
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半导体纳米粒子是指粒径在1~100nm之间的半 导体微粒。由于纳米微粒具有许多优异性质,从而 引起了人们的极大关注。CdS是典型的兀一VI族半 导体,由于具有优异的光电转换特性,被用来作为 太阳能电池的窗口材料. • 目前,人们利用各种方法已成功制备出CdS、 CdSe、Fe2O3、SiO2、CdSe、CdTe等纳米微粒,其中 CdS纳米微粒(CdSNPs)在光、电、磁、催化等方面 应用潜能巨大。 • CdS的禁带宽度为2.42eV,具有独特的光电 化学性能但是CdS属窄禁带半导体材料,能级非常 接近太阳光谱。
CdS主要晶型
合成方法
1、沉淀法 沉淀法合成CdS纳米粒子的方法又包括直 接沉淀法、均相沉淀法、络合沉淀法和同 阳离子共沉淀法等。 • 络合沉淀法:是指在有络合剂存在的条件下, 控制晶核生长制备超微粒的方法。利用PAN 做基底合成CdS,或者阳离子共沉淀法。
2、溶胶一凝胶法(胶体化学方法) 制备过程中超微粒尺寸大小一般用下述方 法控制: (1) 扩散控制法(控制溶液性质) (2) 表面修饰法 (含巯基的化合物修饰) (3) 加入无机或有机聚合物稳定剂
纳米CdS的应用研究
• 光学材料:传感器 • 光电材料:太阳能电池 • 催化材料:光解水制氢 光催化降解水体 污染物 • 生物荧光标签材料
3、微乳液法 微乳液是由油(通常为碳氢化合物)、水、 表面活性剂(有时存在助表面活性剂)组成 的透明、各向同性、低粘度的热力学稳定 体系。 4、其他方法 聚合物模板组装法、紫外辐射法、溶剂热 法、液晶模板法、水热法。
CdS复合与组装
(1)采用离子交换法将金属离子引入聚合物,再通 过与其他试剂反应原位合成无机纳米微粒。 (2)利用金属有机化合物作为自由基聚合反应的单 体,与另一种自由基进行无规共聚或交替共聚,将 金属离子引入聚合物,然后再通过与其他试剂的反 应形成金属硫化物的纳米微粒。

可见光活性CdS-SiO2的制备及性能

可见光活性CdS-SiO2的制备及性能

Pr p r to fCd - i nd is Pe f r a c n e sb e Lih e a a in o S S 02a t r o m n e u d r Vii l g t
XI Da E n,PEN G h o q n,LIY u - in S a -i e xa g
c tl tc H2p o u to r m o mi cd s l in u de ii l i h r a ito sa p o e cin.Th e u t n a ay i r d c in fo f r c a i outo n rvsb elg tir d ai n a r ber a t o e r s lsi — dc t d t a h O2c ai g nh nc d t ipe s n y a d p e e td p o o o r so fCd n n p rils hea — i e h tt eSi o tn se a e heds r a c n r v n e h t c r o in o S a o a tce ,t c a t iy o S f rph t e t lte h d o e e e a in u d rvsb e l h ra it si i t fCd o o o a a y i y r g n g n r to n e iil i tir da i wa mpr v d g e ty v g on o e r a l. Ke wo d :Cd - 02;Viil-ih ;H2p o u to y rs S Si sb e l t g r d c in
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有色 金属 ( 冶炼部 分 ) 2 0 0 8年 4期
可见 光活性 C SSO 的制 备及性 能 d -i2

基于碳量子点修饰硅胶荧光法测定塑料制品中的双酚A

基于碳量子点修饰硅胶荧光法测定塑料制品中的双酚A

基于碳量子点修饰硅胶荧光法测定塑料制品中的双酚A任悦;向国强;张美然;杨俊峰;王帆【摘要】Fluorimetric silica was prepared by carbon dots modifyingsilica .In hydrochloric acid medium ,the carbon dots could be oxided by potassium bromate .This could result in the fluo‐rescencequenching .However ,bisphenol A showed the inhibitory effect on the reaction of po‐tassium bromated oxidation of carbon dots .The fluorimertic method was just based on the in‐hibitory effect .The detection limit for bisphenol A was 5 2.μg · L -1 ,with a linear range of 20-500 μg · L -1 .The method was successfully applied for the determination of BPA in plastic products with a spiking recovery of 95% -104% .%制备了碳量子点修饰的硅胶SiO2@ CDs .在盐酸介质中KBrO3能够氧化碳量子点使其荧光发射峰减弱,而双酚A (BPA )对此氧化猝灭有明显抑制作用,据此建立了荧光法测定痕量双酚 A的新方法,线性范围是20~500μg·L -1,检出限3σ为52.μg·L -1.本文作者将该方法成功用于塑料制品中双酚A的测定,回收率在95%~104%之间.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P162-165)【关键词】碳量子点;荧光法;双酚A【作者】任悦;向国强;张美然;杨俊峰;王帆【作者单位】河南工业大学化学化工学院,河南郑州 450001;河南工业大学化学化工学院,河南郑州 450001;河南工业大学化学化工学院,河南郑州 450001;河南工业大学化学化工学院,河南郑州 450001;河南工业大学化学化工学院,河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】O6573双酚 A(BPA)广泛用于食品和饮料的包装、奶瓶、水瓶等数百种日用品的制造过程中[1].研究结果显示,在加热由 PC材料制造的塑料容器时,双酚 A会析出到食物和饮品中,并且温度越高释放量越多,释放速度越快[1].而双酚 A属于内分泌干扰素,具有一定的胚胎毒性和致畸性,还能导致内分泌失调,严重威胁胎儿和儿童的健康[2].因此,开发简单、灵敏的痕量双酚 A分析方法对于评价和控制 BPA的危害具有重要意义.目前双酚 A常见的分析方法包括分光光度法[3-4]、色谱法[5-6]、极谱法[7]等.近年来,新型碳量子点在分析化学领域受到了越来越多的关注[8-10],已经成功应用于金属离子[11]、药物[12]和生物分析[13].本文作者制备了碳量子点表面修饰硅胶颗粒SiO2@CDs,并在盐酸介质中研究了KBrO3对碳量子点的氧化作用和BPA对KBrO3氧化碳量子点的抑制作用,建立了荧光法测定痕量双酚A的新方法.荧光光谱仪(瓦里安公司),傅立叶变换红外光谱仪(WQF-510,北京瑞利分析仪器公司).N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷(AEAPMS) (AR, Aladdin公司),无水柠檬酸(AR, Aladdin公司),正硅酸四乙酯(TEOS) (AR,国药集团化学试剂有限公司),2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(CP,国药集团化学试剂有限公司),实验所用其他试剂均为分析纯,水为超纯水(18 MΩ·cm-1).标准溶液:准确称取1.000 g双酚A溶于质量分数为1%的NaOH溶液中,配制成10 g·L-1的储备液,用时稀释为1.0 mg·L-1的工作溶液;KBrO3溶液浓度为400 μg·L-1.于10 mL的刻度试管中依次加入1.0 mL SiO2@CDs分散液、1.0 mL 2 mol·L-1 HCl、一定量的BPA工作液和400 μL6.0╳10-5 mol·L-1的KBrO3溶液,定容,摇匀后于室温下静置反应20 min.以波长360 nm的光作为激发光,测定460 nm 处的荧光强度F,以对应的试剂的荧光强度为空白F0,计算ΔF=F-F0.所制备的SiO2@CDs颗粒经干燥后进行FT-IR表征,结果如图1所示.可以看出,CDs有明显的N-H、C-H、C=O和Si-CH的吸收峰,这是由于柠檬酸为碳源制备的表面含羧基和羟基的碳量子点与有机硅试剂(AEAPMS)发生反应通过形成酰胺键实现碳量子点与有机硅的连接.不同于硅胶颗粒,SiO2@CDs在1 654 cm-1处有明显的C=ONR伸缩振动,这说明了CDs被成功修饰到硅胶颗粒的表面.对不同组成的溶液的荧光光谱进行扫描,结果如图2所示,可以看出双酚A对SiO2@CDs+HCl和SiO2@CDs+KBrO3体系的荧光强度基本无影响.在盐酸介质中,KBrO3能氧化SiO2@CDs使其荧光强度大幅度降低;但当有双酚A存在时荧光强度降低的幅度明显减小,说明双酚A对该反应有显著的抑制作用.分别考察了盐酸、硫酸和磷酸作为反应介质对体系灵敏度的影响.结果表明,在硫酸及磷酸介质中SiO2@CDs+KBrO3+BPA体系的灵敏度较低,在盐酸介质中体系的灵敏度较高且线性关系较好.在盐酸介质中对体系的ΔF值进行考察,结果表明当盐酸浓度过低时体系灵敏度低;盐酸浓度在0.1~1.0 mol·L-1时,随着盐酸浓度的增加ΔF先增大后减小;当盐酸浓度为0.2 mol·L-1时ΔF达到最大值.故选择0.2 mol·L-1盐酸作为体系反应的酸介质.考察KBrO3浓度对体系ΔF值的影响.实验结果表明,随着KBrO3浓度的升高,体系ΔF值先增大后减小;当KBrO3浓度为400 μg·L-1时ΔF值达到最大值.故KBrO3的最佳浓度为400 μg·L-1 .考察了不同温度对反应体系的影响.实验发现随着温度的升高ΔF值先升高后降低,并且在较低的温度条件下体系的灵敏度高于高温时的;当反应温度为20 ℃时ΔF 值达到最大值.故最佳的反应温度为20 ℃.考察反应时间对体系ΔF值的影响.当反应时间为5~120 min时ΔF值基本稳定,说明SiO2@CDs+KBrO3+BPA体系有较好的稳定性.为了实现反应的充分性和便捷性,选择反应时间为20 min.考察了共存离子和化合物对反应体系的影响,当双酚A浓度为300 μg·L-1时,共存物质的干扰情况如表1所示.氧化性离子对碳量子点有氧化作用,因而对反应体系产生了干扰,但这些物质在实际样品中的含量极少或不存在,在实际样品分析中对双酚A检测的干扰较小,因此本法对双酚A有较好的选择性.按实验方法绘制工作曲线(图3).双酚A的线性范围为20 ~ 500 μg·L-1,线性回归方程为F=21.457 54+0.885 52C(μg·L-1),相关系数为0.994.以不加BPA的溶液为空白,按照实验方法平行测试9次,其相对标准偏差为1.73%,用3σ和回归曲线方程斜率3σ/k得方法检出限为5.2 μg·L-1.样品1、2、3均为塑料水杯(PC材质),去除表面图案后将瓶身剪碎,称重15 g放于烧杯中;加入100 mL蒸馏水,将烧杯放入80 ℃恒温水浴加热1.5 h,取出冷却得到BPA浸取液.按实验方法1.3测定浸取液中的痕量BPA,同时做加标回收实验,测定结果列于表2.由测试结果可知,样品的加标回收率在95%~104%之间. 制备了碳量子点修饰的硅胶,基于BPA对KBrO3氧化碳量子点而导致荧光猝灭的抑制作用,建立了测定塑料制品中BPA的新方法.该方法操作简单,选择性较好,成功用于实际样品分析.[1] 张彦丽,任佳丽,李忠海,等.食品包装材料中双酚A的研究进展[J].食品与机械,2011,27(1):155-174.[2] 陈蕾,徐晓红,田栋.环境雌激素双酚A对脑和行为发育的影响[J].中国科学C辑:生命科学,2009,39(12):1111-1119.[3] 任霏晴,贾大兵,壮亚峰.紫外分光光度法测定塑料制品中双酚A[J].吉林化工学院学报,2007,24(4):40-42.[4] 余宇燕,庄惠生,沙玫.荧光法测定食品包装材料中的双酚A[J].分析测试学报,2006,25(5):99-101.[5] DELOLMO M, ZAFRA A,JURADO A B,et al.Determination of bisphenolA (BPA) in the presence of phenol by first-derivative fluorescence following micro liquid-liquid extraction (MLLE) [J].Talanta,2000,50:1141-1148.[6] 江明,林怡,张江华,等.高效液相色谱法测定环境水中超痕量双酚A[J].分析化学,2006,34 (10):1419-1422.[7] 孙仕萍,马志东,张文德.单扫示波极谱法测定食品包装材料中双酚A的研究[J].分析科学学报,2002,18(6):490-492.[8] 张川洲,谭辉,毛燕,等.发光碳量子点的合成、性质和应用[J].应用化学,2013,30(4):367-371.[9] SUN Y P,ZHOU B,LIN Y,et al.Quantum-sized carbon dots for bright and colorful photoluminescence [J].J Am Che m Soc,2006,128:7756-7757.[10] LI H T,KANG Z H,LIU Y,et al.Carbon nanodots:synthesis,properties and applications [J].J Mater Chem,2012,22:24230-24253.[11] DONG Y Q,WANG R X,LI G L,et al.Polyamine-functionalized carbon quantum dots as fluorescent probes for selective an d sensitive detection of copper Ions [J].Anal Chem,2012,84:6220-6224.[12] 周瑞琪,吕华,陈佳慧,等.碳量子点的合成、表征及应用[J].药学进展,2013,37(1):24-30.[13] 杨帆,王伶俐,郭志慧.碳量子点对基于能量转移电化学发光 DNA 传感体系影响的研究[J].化学学报,2012,11(70):1283-1288.[14] LIU X J,ZHANG N,BING T,et al.Carbon dots based dual-emission silica nanoparticles as a ratiometric nanosensor for Cu2+[J].Anal Chem,2014,86:2289-2296.。

SiO2/CdS光子晶体的制备及其光学性能

SiO2/CdS光子晶体的制备及其光学性能

光 子带 隙性能口 。一 般 情 况 下 , 子 晶体 的光 子 带 隙 ] 光 受 到两 种 介质 的介 电 常数 ( 或折 射率 ) 、 充 比及 晶 差 填 体 结构 的影 响 。认 为 两种 介 质 的介 电常 数 差 越 大 ( 一 般 要 求> 2 、 ) 布里 渊 区 越接 近 球 形 的结 构越 具 有 光 子
2 2 SO 粒 的合 成及 净化 . i 颗
中有着 重要 的应 用 。特 别 是 三 维 光 子 晶 体 , 因具 有 它 完全光 子带 隙而倍 受科 学家 的关 注 。 目前 用化 学 和胶
体为基 础 的 自组 装 法 [ ] 长 的 具 有 蛋 白 石 结 构 的 3 生 SO i 胶体 晶体 已证 明在 近 红 外 至 可 见 光 范 围 内具 有
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蔡小梅 等 :i /C S光 子晶体 的制备及其光学性 能 SO: d
SC2 d i) /C S光 子 晶体 的 制备 及 其 光 学 性 能
蔡 小梅 ,陈福 义 , 万奇 介
( 西北 工业 大学 材 料学 院 , 西 西安 7 0 7 ) 陕 1 0 2
浦 精细 化 工厂 ) 及去 离 子 水 ( 自制 ) 合 成单 分 散 SO 来 iz
胶 体悬 浮 液 , 氟 酸 ( R , 安 化 学试 剂 厂) 氢 A. . 西 和过 氧
同时 , 可通 过 控 制 SO2 体 颗 粒 粒 经 的 大 小 来 调 节 i 胶
Cd S的 光 致 发 光 性 能 。
在 SO 胶体 晶体 中随着 C S填 充 量 的增加 , 子 带隙 i。 d 光
向 长波段 方向移 动 且 变宽 ; 当发 射 出 的 光 与 基 体 材 料 的 光 子 带 隙 相 匹配 时 , 控 制 半 导 体 材 料 的 光 致 发 光 , 可

三阶光学非线性CdS_SiO2复合薄膜的电化学溶胶_凝胶制备及表征

三阶光学非线性CdS_SiO2复合薄膜的电化学溶胶_凝胶制备及表征

硅酸盐学报・ 370 ・2013年DOI:10.7521/j.issn.0454–5648.2013.03.16 三阶光学非线性CdS–SiO2复合薄膜的电化学溶胶–凝胶制备及表征卿胜兰1,辜敏1,甘平1,2(1. 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆大学资源及环境科学学院,重庆 400044;2. 重庆大学通信工程学院,重庆 400044)摘要:以硝酸镉、硫代乙酰胺(TAA)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过电化学溶胶–凝胶法在ITO玻璃基底上制备了CdS–SiO2透明薄膜。

通过循环伏安实验确定电化学沉积条件,并研究了薄膜的性质。

扫描电子显微镜和X射线能谱(EDX)分析表明,薄膜为纳米结构材料,薄膜由元素Si、O、Cd、S组成。

X射线衍射(XRD)分析表明,薄膜中含有CdS,并且CdS晶体沿(103)、(202)晶面择优生长。

综合EDX和XRD分析结果确认薄膜为CdS–SiO2复合薄膜。

Z扫描表明薄膜具有非线性饱和吸收特性以及自散焦特性的非线性折射效应,为三阶光学非线性材料。

薄膜三阶非线性极化率(χ(3))较高,数量级达到了10–14 (m/V)2。

关键词:硫化镉–二氧化硅复合薄膜;三阶光学非线性;电化学溶胶–凝胶法;Z扫描中图分类号:O437;O484 文献标志码:A 文章编号:0454–5648(2013)03–0370–06网络出版时间:网络出版地址:Preparation and Characterization of CdS–SiO2 Composite Film with High Third-order Optical Nonlinearity by Electrochemically Induced Sol–Gel MethodQING Shenglan1,GU Min1,GAN Ping1,2(1. State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, State and Local Joint Engineering Laboratory of MethaneDrainage in Complex Coal Gas Seam, College of Resources and Environmental Science, Chongqing University, Chongqing 400044, China; 2. College of Communication Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China)Abstract: The sol was prepared with cadmium nitrate, thioacetamide and tetraethoxysilane as precursors by a sol–gel method. The CdS–SiO2 transparent film was prepared on the ITO substrate by an electrochemically induced sol–gel method using the as-prepared sol as an electrolyte. The electrochemical deposition conditions and properties of the film were investigated via the cyclic voltam-metry experiments. The results obtained by scanning electron microscope and X-energy dispersive spectrometer showed that the film was a nano-material, and the element composition of the film was Si, O, Cd and S. The results by X-ray diffraction indicated that there was CdS in the film, and the CdS crystal showed a preferential growth along the crystal faces (103) and (202). The film was a CdS–SiO2 composite film, having a third-order optical nonlinearity with self defocusing nonlinear refraction and saturated absorption. The third-order nonlinear optical susceptibility χ(3) of the CdS–SiO2 film was greater, and the order of magnitude reached 10–14 (m/V)2.Key words: cadmium sulfide–silica composite film; third-order optical nonlinearity; electrochemically induced sol–gel method; Z scanning半导体掺杂纳米复合材料由于具有非线性极化率高、响应时间短的特点,成为非线性光学材料研究的热点。

基于CdS-SiO2纳米复合材料的过氧化物模拟酶H2O2比色传感器(英文)

基于CdS-SiO2纳米复合材料的过氧化物模拟酶H2O2比色传感器(英文)
可 以 通过 肉 眼观 察 到 的 蓝 色 产 物 , 证明C d S - S i O 纳 米 复合 材 料 具 有 过 氧 化 物 酶 样 活 性 此 外 , C d S i ( ) ?纳 米 复 合 材料在 6 O ℃ 下 于 HAc — N a A c 缓 冲溶液( p H 4 . 0 ) 中表 现 出较 高 的 活性 和稳 定性 。另 外 . 利 用 荧 光探 针 的 方 法 研 究 了催 化 机 理 , 结 果 证 明 该 催 化 机 理 来 自于 产 生 的 羟 基 自由基 。基 于 C d S - S i ( ) 2纳 米 复 合 材 料 的 过 氧 化 物 酶 活 性 , 设
DI N( ;Ya t l y t t a n.( A( )Ya t 1 .XU Z h e .I I U Qi n g y m1
( Col l e g e o f( ' he oi r c a l, : l nd Em r i r on me nl a[Eng i n e t 、 r i l l g.Sha nd on g Un i x t 、 r s i t ) ‘of
中 图分 类号 : F B 3 8 3;【 ) G 5 7 文献 标 志码 : A 文章编号 : l 6 7 2t 3 7 6 ( 2 ol 7 ) 0 2( 1 ( ) I
A Co l o r i me t r i c H2 O2 S e n s o r Ba s e d o n t h e Cd S — Si O2 Na n o c o mp o s i t e a s a Pe r o x i d a s e — l i k e Mi mi c
计 了一 种新 奇 的 H 2 ( ) 2比 色传 感 器 . 检测 H 2 ( ) 2的 线性 范 围 为 5 ~ 1 0 M( R : 一0 . 9 9 1 ) . 检测限 为 4 . 2 f M。

介孔二氧化硅纳米粒载药性能的研究

介孔二氧化硅纳米粒载药性能的研究

介孔二氧化硅纳米粒载药性能的研究近年来,无机纳米粒因其结构稳定在药物传递方面的应用越来越受重视。

介孔二氧化硅纳米粒作为一种无机高分子材料,具有生物相容性好、比表面积大、孔径和孔容可以调节、孔道均匀、表面易于修饰等优点,在载药和药物控制释放领域有着很大的前景。

本文就目前介孔二氧化硅纳米粒的结构性质特点以及其在药物传递系统的应用作一综述。

标签:介孔二氧化硅纳米粒;载药近年来研究集中在在结构上形成稳定的药物传递系统,这种载体结构能够传递相对大量的药物到靶向组织甚至细胞内而没有提前释放。

结构稳定的药物传递材料中,由于二氧化硅是一种无毒,无味,无污染的无机非金属材料,具有生物相容性好、比表面积大、孔径和孔容可以调节、孔道均匀、表面易于修饰等优点,其在催化、分离、传感器、生物医药等方面具有广泛的应用前景,特别是在载药和药物控制释放领域,二氧化硅能够逐渐的释放像抗生素的药物。

因此合成可控的药物释放体系有着特殊的意义。

1 介孔纳米二氧化硅(MSN)的结构特点国际纯粹与应用化学联合会(lUPAC)规定,介孔材料是指孔径处于 2.0nm~50nm之间的一类多孔固体材料。

直径小于2nm和大于50nm的多孔材料分别称为微孔和大孔材料[1]。

近年来介孔材料在化学和材料科学领域备受瞩目,成为研究的热点领域。

介孔二氧化硅纳米粒(MSN)具有其他材料无可比拟的结构特点[2],粒径可50~300nm之间调节;粒子形状稳定且规整;孔径规整,孔结构独特,大小可调。

孔径分布窄,从2nm~6nm可调;粒子表面积及孔道容量大;具有内表面和外表面,可选择性地进行功能化,为粒子进行多功能化提供了便利,近年来,杂化介孔SiO2纳米制备技术已经实现了很高的发展程度,将介孔SiO2微球作为主体,利用其孔中或其孔表面的基团组装各种不同功能的纳米颗粒,制备复合纳米颗粒的研究也被广泛迅速地发展。

目前已有以介孔SiO2微球为,主体组装如Ag,Au,Pt、FeO等贵金属纳米粒子和制备各种不同类型的酶类物质等的研究。

碳点的合成与表征及其在潜在手印显现中的应用

碳点的合成与表征及其在潜在手印显现中的应用

第4期邱星晨等:RNA荧光适配体在生物传感与成像中的应用研究进展491 powerful tools for biosensing and imaging researches due to their simple structure,easy synthesis,and easy transfection.This article summarized the characteristics and development history of various RNA fluorescent aptamers,including Malachite Green,Spinach,Broccoli,Mango,Corn,and Pepper family,as well as their corresponding fluorescent groups.The applications of RNA fluorescent aptamers were also reviewed from two aspects:extracellular detection and cell imaging.This review might provide guidance for labeling,detection and interactions of molecules from proof of concept and clinical assessment to practical clinical and biomedical applications.Keywords Fluorescent aptamers;RNA;Biosensing;Bioimaging;Review(Received2022-09-13;accepted2024-01-17) Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.21972102,21904092)and the National Key Research and Development Program of China(No.2021YFA0910400).第52卷分析化学(FENXI HUAXUE)研究报告第4期2024年4月Chinese Journal of Analytical Chemistry492~503DOI:10.19756/j.issn.0253-3820.231387研究报告碳点的合成与表征及其在潜在手印显现中的应用范文卓于卓弘王猛*李杰杜怡泽李明袁传军(中国刑事警察学院刑事科学技术学院,沈阳110035)摘要以柠檬酸和尿素为反应原料、乙二醇为反应溶剂,采用溶剂热法合成了荧光碳点(Carbon dots,CDs),并对CDs的形貌、粒径、晶体结构、元素成分、表面基团和光学性质等进行了表征。

化学方程式中的半导体化学反应及其应用

化学方程式中的半导体化学反应及其应用

化学方程式中的半导体化学反应及其应用半导体是一类带有能隙的材料,其带隙大小一般在1eV以下。

半导体在电学、光学、热学等方面具有独特的性质,被广泛应用于电子器件、光电器件等领域。

化学反应是半导体制造中不可或缺的环节。

本文将介绍一些半导体化学反应及其应用。

1. 溶胶-凝胶法合成SiO2/SiC异质结溶胶-凝胶法是一种水溶胶或有机溶胶在特定条件下制备成凝胶,通过高温烧结制备出陶瓷材料的方法。

SiO2/SiC异质结是一种重要的半导体材料,在电子器件、光电器件等领域有着广泛应用。

溶胶-凝胶法合成SiO2/SiC异质结的关键是SiO2与SiC之间界面反应的控制。

在反应过程中,SiO2表面的羟基(OH)会与SiC表面上的硅基团(Si-H)反应,生成Si-O-Si键,并释放出氢气。

SiO2/SiC异质结的结构可通过控制反应条件如温度、硅胶的溶解度等实现。

2. 氧化-还原法合成半导体微球氧化-还原法合成半导体微球是一种简单有效的制备半导体微球的方法,其基本原理是利用化学反应引发氧化还原,使半导体纳米粒子聚集成微球状。

该方法的实现需要精确控制反应条件,例如反应时间、pH值、溶液浓度等,才能获得粒径均匀、稳定的半导体微球。

半导体微球的应用领域包括光催化、传感等。

3. 氧化-还原法制备石墨烯石墨烯是一种具有单层二维结构的材料,其具有半导体等特殊性质,被广泛应用于电子器件、传感器等领域。

氧化-还原法是制备石墨烯的主要方法之一。

在该方法中,对石墨进行氧化处理,生成氧化石墨烯。

然后,利用氨处理,还原氧化石墨烯,获得具有良好导电性的石墨烯。

该方法的特点是简单易行,可制备不同形态的石墨烯。

4. 化学表面反应合成金属量子点金属量子点是一种具有高度量子化特性的材料,其发光性能与尺寸有关。

其中,CdSe、CdS、ZnS等半导体材料的金属量子点是最常见的种类之一。

化学表面反应合成法是制备金属量子点的主要方法之一。

在该方法中,通过将金属前体与表面官能基化合物反应,得到具有高发光量子效率的金属量子点。

化学常见熟名及其化学方程式

化学常见熟名及其化学方程式

化学常见熟名及其化学方程式化学常见熟名及其化学方程式00乙炔黑C,用乙炔制的碳黑十字石 Fe(OH)2·(Al2SiO5)2干冰固态CO2大苏打 Na2S2O3·5H2O小苏打 NaHCO3文石 CaCO3王水 1:3的浓硝酸和浓盐酸水晶 SiO2水玻璃 Na2SiO3水银汞方解石 CaCO3火碱 NaOH火硝 KNO3贝状重晶石 BaSO4气黑 C,由天然气制的炭黑双氧水 H2O2升汞 HgCl2水煤气氢+一氧化碳石英 SiO2打火石 SiO2石灰 CaO石棉碳酸钙镁 CaO3·MgO·4SiO2 石灰石 CaCO3石墨碳甘汞 Hg2Cl2电石 CaC2生石灰 CaO生石膏 CaSO4·2H2O石灰乳 Ca(OH)2立德粉 BaSO4与ZnS混和汉白玉 CaCO3为主白玉刚玉红宝石 Al2O3白磷 P4白炭黑轻质SiO2白矾 ZnSO4·7H2O白金铂 Pt发烟硫酸含游离SO3的硫酸次亚硫酸钠五水合硫代硫酸钠 Na2S2O3·5H2O芒硝、朴硝 Na2SO4·10H2O吐酒石半水合酒石酸氧锑钾 K(SbO)C4H4O6·1/2H2O 朱砂 HgS灯黑 C,由重油等制成的碳黑冰晶石 3NaF·AlF3灰锰氧高锰酸钾尖晶石 MgO·Al2O3辰砂 HgS苏打 Na2CO3赤血盐 K3Fe(CN)6赤血盐钠 Na3Fe(CN)6·H2O赤铁矿 Fe2O3玛瑙 SiO2吸铁石 Fe3O4鸡血石 Al2(Si4O10)(OH)2,珍贵红色的昌化石鸡冠石、雄黄 As2S2或As4S4纯碱无水碳酸钠苛性钠 NaOH苛性钾 KOH明矾 KAl(SO4)2·12H2O沸石、泡沸石亦称分子筛 NaAlSi2O6·H2O波尔多液碱式硫酸铜+水 Cu(OH)2·CuSO4+H2O 泡花碱、水玻璃 Na2SiO3青石 CuSO4· 5H2O泻盐、泻利盐 MgSO4·7H2O金粉由Cu与少量Zn、Al、Sn等制成的金色颜料金刚砂碳化硅 SiC草碱 K2CO3(不纯)砒霜 As2O3洗涤碱 Na2CO3·10H2O食盐 NaCl重石钨酸钙 CaWO4重晶石 BaSO4 硫酸钡钟乳石 CaCO3炭黑 C保险粉 Na2S2O4钛白粉二氧化钛 TiO2胆矾五水合硫酸铜高岭土二水合硅酸铝 Al2O3 ·2SiO2·2H2O 莫尔盐 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O钻石 C(金刚石)铅丹 Pb3O4铁黑、氧化铁黑 Fe3O4祖母绿 Be3Al2(Si6O18)海波五水合硫代硫酸钠 Na2S2O3·5H2O消石灰 Ca(OH)2桔铬黄碱式铬酸铅 PbCrO4·PbO烧碱 NaOH铂黑极细的铂粉笑气一氧化二氮N2O陶土二水合硅酸铝 Al2O3·2SiO2·2H2O密陀僧 PbO萤石氟化钙 CaF黄铜矿 CuFeS2黄铁矿二硫化铁 FeS2硅灰石天然硅酸钙 CaSiO3硅胶硅藻土水合二氧化硅 SiO2·nH2O铬黄铬酸铅 PbCrO4铬绿三氧化二铬 Cr2O3黄血盐 K4Fe(CN)6铜绿 Cu2(OH)2CO3银粉 Al粉(颜料),Ag粉(电气业)铬红 PbCrO4·PbO铬黄 PbCrO4铬绿 PbCrO4与Fe4 Fe(CN)6 3混合而成的颜料绿矾 FeSO4·7H2O硬石膏 CaSO4硝石、焰硝 KNO3雄黄 As2S2或As4S4锌铬黄 ZnCrO4·Zn(OH)2锌钡白 BaSO4与ZnS的混合物锌白、锌氧粉 ZnO普鲁士蓝 Fe4[Fe(CN)6]3·nH2O普鲁士红氧化铁 Fe2O3硝石硝酸钾智利硝石 NaNO3滑石 Mg3(Si4O10)(OH)2或3MgO·4SiO2·H2O黑火药硝石(75%)硫(10%) 木炭(15%)的混合物雷汞 Hg(ONC)2 雷酸汞蓝矾 CuSO4·5H2O蒙脱石 Al2(Si4O10)(OH)2·nH2O硼砂 Na2B4O7·10H2O雌黄 As2S3漂白粉氯化次氯酸钙 CaCl(ClO)翡翠硅酸铝钠 NaAlSi2O6镉红 CdS与CdSe镉黄 CdS与BaSO4燧石 SiO2熟石灰氢氧化钙 Ca(OH)2熟石膏 CaSO4·1/2H2O膨润土 Al2O3·4SiO2·H2O雕百块水合甲醛次硫酸氢钠 NaHSO2·CH2O·H2O霰石 CaCO3碳酰胺尿素 CO(NH2)2甲酸蚁酸 HCOOH乙酸醋酸 CH3COOH三氯甲烷氯仿 CHCl3乙炔电石气 C2H2六氯环乙烷六六六 C6H6Cl6乙醇酒精 CH3CH2OH丙三醇甘油 CH2(OH)CH(OH)CH2OH苯酚石炭酸 C6H5OH苯甲酸安息香酸 C6H5COOH十八烷酸硬脂酸 C17H35COOH十六烷酸软脂酸 C15H31COOH三硝酸甘油酯硝化甘油 C3H5(ONO2)3氨基乙酸甘氨酸 CH2(NH2)COOH二氟二氯甲烷氟利昂 CCl2F2ν-羟基丙酸乳酸 CH3CH(OH)COOHν-氨基丙酸丙氨酸 CH3CH(NH2)COOHν-氨基戊二酸谷氨酸 HOOC(CH2)2CH(NH2)COOHν-氨基戊二酸单钠味精 NaOOC(CH2)2CH(NH2)COOH十八碳-9-烯酸油酸 C17H33COOH2,4,6-三硝基甲苯 TNT CH5H2(CH3)(NO2)3一.两个置换反应规律1.酸+金属==盐+氢气反应条件:①酸不能用强氧化性酸,如硝酸、浓硫酸,(常用稀硫酸、盐酸)②金属必须位于氢以前(常用Mg、Al、Zn、Fe)Mg+ 2HCl==MgCl2+H2↑ Mg+ H2SO4==MgSO4+H2↑2Al+6 HCl== 2AlCl3+3H2↑ 2Al+3 H2SO4== 2Al2(SO4)3+3H2↑Zn+ 2HCl==ZnCl2+ H2↑ Zn+ 2H2SO4==ZnSO4+ H2↑Fe+ 2HCl==FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑2.盐+金属==新盐+新金属反应条件:①盐(反应物)必须溶于水②金属单质(反应物)比盐中金属活泼,不用钾、钙、钠Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3CuZn+CuSO4==ZnSO4+Cu Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2AgCu+Hg(NO3)2==Cu(NO3)2+Hg二.三个分解反应规律1.酸(含氧酸)==非金属氧化物+水H2CO3 === H2O+CO2↑2.碱(难溶性)== 金属氧化物+水Cu(OH)2 CuO+H2O 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O3.碳酸盐(难溶性)==金属氧化物+二氧化碳CaCO3 CaO+ CO2↑三.四个化合反应规律1.金属+氧气 == 金属氧化物2 Mg+O2 2MgO 3Fe+2 O2 Fe3O4 2 Cu+ O2 2CuO2.金属氧化物+水 == 碱(可溶性)CaO+H2O==Ca(OH)2 Na2O+H2O==2NaOH3.非金属+氧气==非金属氧化物S+O2 SO2 4P+5O2 2P2O5 C+O2 CO2 (碳充分燃烧)2 C+O2 2CO (碳不充分燃烧) 2H2+O2 2H2O4.非金属氧化物+水==酸CO2+H2O==H2CO3 SO3+O2==H2SO4 SO2+O2== H2SO3四.五个复分解反应规律(亚硫酸)1.酸+碱==盐+水Cu(OH)2+2HCl==CuCl2+H2O Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2OCu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O Mg(OH)2+2HNO3==Mg(NO3)2+2H2O2.酸+盐==新酸+新盐反应条件:符合复分解反应发生的条件(实际反应条件很复杂)CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑AgNO3+HCl==AgCl↓+HNO3Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑ H2SO4+BaCl2==2HCl+BaSO4↓H2SO4+Ba(NO3)2==2HNO3+BaSO4 ↓3.盐+碱==新盐+新碱反应条件:反应物都溶于水,生成物至少有一种不溶(前溶后沉)CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓+Na2SO4 FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3↓+3NaClNa2CO3+Ca(OH)2==2NaOH+CaCO3↓ CuSO4+Ba(OH)2==Cu(OH)2↓+BaSO4 ↓4.盐+盐==新盐+新盐反应条件:反应物都溶于水,生成物至少有一种不溶(前溶后沉)NaCl+AgNO3==NaNO3+AgCl↓ Na2SO4+BaCl2==2NaCl+BaSO4 ↓Na2SO4+Ba(NO3)2==2NaNO3+BaSO4 ↓5.酸+金属氧化物==盐+水Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2OCuO+2HCl==CuCl2+H2O CuO+ H2SO4==CuSO4+H2OMgO+2HNO3==Mg(NO3)2+H2O五.其它反应1.碱+非金属氧化物==盐+水(不属于四种化学反应基本类型)2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O 2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O2.三种还原剂(H2 、、 C 、 O2 )跟氧化物反应H2+CuO Cu+H2O (置换反应) CO+CuO Cu+CO23CO+Fe2O3 2Fe+3 CO2↑ C+2CuO 2Cu+CO2↑(置换反应)C+CO2 2CO (化合反应)3.实验室制取三种气体(常用方法)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+ O2↑ 2KClO3 2KCl+3O2↑Zn+ 2HCl==ZnCl2+ H2↑ Zn+ 2H2SO4==ZnSO4+ H2↑CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑4.盐分解Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑ CaCO3 CaO+ CO2↑KMnO4 K2MnO4+MnO2+ O2↑ 2KClO3 2KCl+3O2↑5.三种有机物燃烧CH4+2O2 2 H2O+CO2 C2H5OH+3O2 3 H2O+2CO22CH3OH+3O2 4 H2O+2CO2物质的学名,俗名及化学式乙炔黑C,用乙炔制的碳黑十字石 Fe(OH)2·(Al2SiO5)2 干冰固态CO2大苏打 Na2S2O3·5H2O小苏打 NaHCO3文石 CaCO3王水 1:3的浓硝酸和浓盐酸水晶 SiO2水玻璃 Na2SiO3水银汞方解石 CaCO3火碱 NaOH火硝 KNO3贝状重晶石 BaSO4气黑 C,由天然气制的炭黑双氧水 H2O2升汞 HgCl2水煤气氢+一氧化碳石英 SiO2打火石 SiO2石灰 CaO石棉碳酸钙镁 CaO3·MgO·4SiO2石灰石 CaCO3石墨碳甘汞 Hg2Cl2电石 CaC2生石灰 CaO生石膏 CaSO4·2H2O石灰乳 Ca(OH)2立德粉 BaSO4与ZnS混和汉白玉 CaCO3为主白玉刚玉红宝石 Al2O3白磷 P4白炭黑轻质SiO2白矾 ZnSO4·7H2O白金铂 Pt发烟硫酸含游离SO3的硫酸次亚硫酸钠五水合硫代硫酸钠 Na2S2O3·5H2O 芒硝、朴硝 Na2SO4·10H2O吐酒石半水合酒石酸氧锑钾 K(SbO)C4H4O6·1/2H2O 朱砂 HgS灯黑 C,由重油等制成的碳黑冰晶石 3NaF·AlF3灰锰氧高锰酸钾尖晶石 MgO·Al2O3辰砂 HgS苏打 Na2CO3赤血盐 K3Fe(CN)6赤血盐钠 Na3Fe(CN)6·H2O赤铁矿 Fe2O3玛瑙 SiO2吸铁石 Fe3O4鸡血石 Al2(Si4O10)(OH)2,珍贵红色的昌化石鸡冠石、雄黄 As2S2或As4S4纯碱无水碳酸钠苛性钠 NaOH苛性钾 KOH明矾 KAl(SO4)2·12H2O沸石、泡沸石亦称分子筛 NaAlSi2O6·H2O波尔多液碱式硫酸铜+水 Cu(OH)2·CuSO4+H2O 泡花碱、水玻璃 Na2SiO3青石 CuSO4· 5H2O泻盐、泻利盐 MgSO4·7H2O金粉由Cu与少量Zn、Al、Sn等制成的金色颜料金刚砂碳化硅 SiC草碱 K2CO3(不纯)砒霜 As2O3洗涤碱 Na2CO3·10H2O食盐 NaCl重石钨酸钙 CaWO4重晶石 BaSO4 硫酸钡钟乳石 CaCO3炭黑 C保险粉 Na2S2O4钛白粉二氧化钛 TiO2胆矾五水合硫酸铜高岭土二水合硅酸铝 Al2O3 ·2SiO2·2H2O莫尔盐 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O钻石 C(金刚石)铅丹 Pb3O4铁黑、氧化铁黑 Fe3O4祖母绿 Be3Al2(Si6O18)海波五水合硫代硫酸钠 Na2S2O3·5H2O 消石灰 Ca(OH)2桔铬黄碱式铬酸铅 PbCrO4·PbO烧碱 NaOH铂黑极细的铂粉笑气一氧化二氮N2O陶土二水合硅酸铝 Al2O3·2SiO2·2H2O 密陀僧 PbO萤石氟化钙 CaF黄铜矿 CuFeS2黄铁矿二硫化铁 FeS2硅灰石天然硅酸钙 CaSiO3硅胶硅藻土水合二氧化硅 SiO2·nH2O 铬黄铬酸铅 PbCrO4铬绿三氧化二铬 Cr2O3黄血盐 K4Fe(CN)6铜绿 Cu2(OH)2CO3银粉 Al粉(颜料),Ag粉(电气业)铬红 PbCrO4·PbO铬黄 PbCrO4铬绿 PbCrO4与Fe4 Fe(CN)6 3混合而成的颜料绿矾 FeSO4·7H2O硬石膏 CaSO4硝石、焰硝 KNO3雄黄 As2S2或As4S4锌铬黄 ZnCrO4·Zn(OH)2锌钡白 BaSO4与ZnS的混合物锌白、锌氧粉 ZnO普鲁士蓝 Fe4[Fe(CN)6]3·nH2O普鲁士红氧化铁 Fe2O3硝石硝酸钾智利硝石 NaNO3滑石 Mg3(Si4O10)(OH)2或3MgO·4SiO2·H2O黑火药硝石(75%)硫(10%) 木炭(15%)的混合物雷汞 Hg(ONC)2 雷酸汞蓝矾 CuSO4·5H2O蒙脱石 Al2(Si4O10)(OH)2·nH2O硼砂 Na2B4O7·10H2O雌黄 As2S3漂白粉氯化次氯酸钙 CaCl(ClO)翡翠硅酸铝钠 NaAlSi2O6镉红 CdS与CdSe镉黄 CdS与BaSO4燧石 SiO2熟石灰氢氧化钙 Ca(OH)2熟石膏 CaSO4·1/2H2O膨润土 Al2O3·4SiO2·H2O雕百块水合甲醛次硫酸氢钠 NaHSO2·CH2O·H2O 霰石 CaCO3碳酰胺尿素 CO(NH2)2甲酸蚁酸 HCOOH乙酸醋酸 CH3COOH三氯甲烷氯仿 CHCl3乙炔电石气 C2H2六氯环乙烷六六六 C6H6Cl6乙醇酒精 CH3CH2OH丙三醇甘油 CH2(OH)CH(OH)CH2OH苯酚石炭酸 C6H5OH苯甲酸安息香酸 C6H5COOH十八烷酸硬脂酸 C17H35COOH十六烷酸软脂酸 C15H31COOH三硝酸甘油酯硝化甘油 C3H5(ONO2)3氨基乙酸甘氨酸 CH2(NH2)COOH二氟二氯甲烷氟利昂 CCl2F2ν-羟基丙酸乳酸 CH3CH(OH)COOHν-氨基丙酸丙氨酸 CH3CH(NH2)COOHν-氨基戊二酸谷氨酸 HOOC(CH2)2CH(NH2)COOHν-氨基戊二酸单钠味精 NaOOC(CH2)2CH(NH2)COOH 十八碳-9-烯酸油酸 C17H33COOH2,4,6-三硝基甲苯 TNT CH5H2(CH3)(NO2)3。

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Silica-coated and annealed CdS nanowires with enhanced photoluminescenceShan Liang,1 Min Li,2 Jia-Hong Wang,1 Xiao-Li Liu,1 Zhong-Hua Hao,1 Li Zhou,1,3 Xue-Feng Yu,1,4 and Qu-Quan Wang11Key Laboratory of Artificial Micro- and Nano-structures of Ministry of Education, School of Physics andTechnology, Wuhan University, Wuhan 430072, China2School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China3zhouli@4yxf@Abstract: The CdS/SiO2 core/shell nanowires (NWs) with controlled shellthickness were successfully synthesized and subsequently heat-treated at500 °C. The influences of silica shell coating and annealing processes ontheir optical properties have been investigated. Compared with original CdSNWs, the annealed CdS/SiO2 NWs exhibited an enhanced band-edgeemission with slowed photoluminescence lifetime, while the intensity ofdefect emission decreased. The results were ascribed to the surfacepassivation and recrystallization by shell coating and annealing. We believeour finding would help improving the optical properties of semiconductorNWs, and facilitate its applications in various realms, such as nanoscaleemitter, sensor, and photoelectric device.©2013 Optical Society of AmericaOCIS codes: (160.6000) Semiconductor materials; (250.5230) Photoluminescence; (300.6500)Spectroscopy, time-resolved.References and links1. O. Hayden, R. Agarwal, and C. M. Lieber, “Nanoscale avalanche photodiodes for highly sensitive and spatiallyresolved photon detection,” Nat. Mater. 5(5), 352–356 (2006).2. C. J. Barrelet, A. B. Greytak, and C. M. Lieber, “Nanowire photonic circuit elements,” Nano Lett. 4(10), 1981–1985 (2004).3. Z. Li, J. Wei, P. Li, L. Zhang, E. Shi, C. Ji, J. Liu, D. Zhuang, Z. Liu, J. Zhou, Y. Shang, Y. Li, K. Wang, H.Zhu, D. Wu, and A. 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Especially, the stimulated emission and lasing of CdS NWs have blossomed increasingly in recent years, attributed to the efforts from a large number of research groups [10–16]. For example, optically pumped lasing of CdS NWs at 75 K was reported by Lieber and associates in 2005 [11]. Stimulated emission was observed by Pan et al. for the silica coated CdS NWs under high-intensity excitation at room temperature [12]. Low threshold lasing of CdS NWs at room temperature was further revealed by Geburt’s group [13]. In addition, electrically pumped CdS NWs laser was also reported by Duan and associates [15], which demonstrated their feasibility for producing integrated electrically driven photonic devices. Based on these interesting optical properties, CdS NWs have been regarded as wonderful optical material for various applications, such as telecommunications, solar cells, highly integrated devices [1–4,16–18].#181781 - $15.00 USD Received 14 Dec 2012; revised 17 Jan 2013; accepted 18 Jan 2013; published 1 Feb 2013 (C) 2013 OSA11 February 2013 / Vol. 21, No. 3 / OPTICS EXPRESS 3254Based on above considerations, great recent efforts have been devoted to synthesize CdSNWs with high crystallinity and efficient photoluminescence (PL) [19–26]. Hydrothermal method is the most employed route for the preparation of CdS NWs due to some significantadvantages such as cost-effective, controllable particle size, low-temperature, and easy-operation techniques [24–27]. However, such as-prepared CdS NWs synthesized by hydrothermal method have defects inevitably owing to the surface absorption of surfactant, ligands, or other groups, which reduce the PL efficiency of the CdS NWs [25–27]. In order to further improve the PL efficiency of the as-prepared CdS NWs, the researchers have suggested several processing methods [28–32]. The typical strategy included growing silica shells to passivate the surface of CdS NWs [28–31]. Annealing is an efficient strategy for surface recrystallization [32,33], however the CdS NWs were often damaged under long-term heating in air due to the surface degradation.In this paper, we investigated the influences of silica shell coating and annealing processes on the PL of CdS NWs. The CdS/SiO2 core/shell NWs were synthesized, and annealed at 500 °C for 5 h. Compared with the original CdS NWs, such annealed CdS/SiO2 core/shell NWs exhibited highly efficient band-edge emission of CdS.2. Experimental sectionThe original CdS NWs were synthesized by the solvothermal method using ethylenediamine as a solvent [12,24]. In brief, 33.5 mL of ethylenediamine was added to a Teflon-lined stainless-steel autoclave of 45 mL capacity, then 0.0025 mol of cadmium nitrate hexahydrate and 0.002 mol of thiacetamide were dissolved in the above solvent. After stirring for about 10 mins, a viscous gel-like solution was obtained. Then, the Teflon-lined stainless-steel autoclave was sealed and heated without stirring at 180 °C for 24 h. The obtained yellow product was centrifuged (5 mins, 4500 rps) and washed with distilled water and ethanol.Subsequently, the CdS/SiO2 core/shell NWs were prepared by a modified Stöber method.10 mg of the as-prepared CdS NWs was dispersed in the mixed solution containing 10 mL ethanol, 450 μL distilled water, and 325 μL of 28% ammonia. Then, 35 μL of TEOS was added to the above mixture and sonicated for about 2 h at room temperature. A white-yellow precipitate was obtained by centrifugation at 4000 rpm, and then re-dispersed in ethanol. As thus, the high-yielded and uniform silica coated CdS NWs were successfully synthesized. In this method, the thickness of silica shell could be controlled by the amount of TEOS. In order to study the joint action of silica shell and annealing processes on the optical properties of the CdS NWs, part of the as-prepared sample was annealed at 500 °C in air atmosphere for 5 h.The transmission electron microscope (TEM) images were obtained with a JEOL 2010HT transmission electron microscope (operated at 200 kV). The absorption spectra weremeasured with a Varian Cary 5000 UV-Vis-NIR spectrophotometer. Powder X-ray diffraction (XRD) analyses were performed on a Bruker D8-advance X-ray diffractometer with Cu Kα irradiation (λ = 1.5406 Ǻ). The PL spectra of the samples were recorded using a spectrometer (Spectrapro 2500i, Acton) equipped with a liquid nitrogen cooled CCD (SPEC-10, Princeton). The excitation laser of 400 nm with a pulse width of around 3 ps and a repetition rate of 76 MHz was generated by a mode-locked Ti:sapphire laser (Mira 900, Coherent) equipped with an optical frequency doubling system.3. Results and discussion3.1 Controllable synthesis of CdS/SiO2 core/shell NWsThe CdS/SiO2 core/shell NWs with controlled shell thickness were produced in a modified Stöber method which is facile, high-yielded and reproducible. Compared with the typical procedure [12], methanol is replaced by ethanol in our method. Sonic oscillation was used as a stirring method during the synthesizing procedure, which greatly shortens the synthesis period of silica shell. Figure 1 displays the TEM images of the original CdS NWs and CdS/SiO2 core/shell NWs with different shell thickness. Figure 1(a) shows the low and high magnitude TEM images of original CdS NWs. It can be seen that the diameter of CdS NWs is#181781 - $15.00 USD Received 14 Dec 2012; revised 17 Jan 2013; accepted 18 Jan 2013; published 1 Feb 2013 (C) 2013 OSA11 February 2013 / Vol. 21, No. 3 / OPTICS EXPRESS 3255about 70 nm. In addition, the CdS/SiO2 core/shell NWs with different shell thickness could be obtained by changing the amount of TEOS in the synthesis. Typically, when 2.5 μL, 10 μL, and 35 μL of TEOS were used, the shell thickness was 11 nm, 25 nm, and 70 nm, respectively. Their TEM images of the corresponding CdS/SiO2 core/shell NWs are shown inFigs. 1(b)-1(d). From the images, it also can be seen that the silica shells are uniform and precisely controllable.Fig. 1. (a) Low and high magnitude TEM images of CdS NWs. (b-d) CdS/SiO2 core/shell NWswith shell thickness of around (b) 11 nm, (c) 25 nm and (d) 70 nm.3.2 Thermal stability of CdS/SiO2 core/shell NWsThe XRD patterns of the as-prepared CdS NWs, annealed CdS NWs, CdS/SiO2 core/shell NWs, and annealed CdS/SiO2 core/shell NWs are shown in Fig. 2. The annealed CdS NWs have a distinct XRD pattern from the others, which can be indexed as the orthorhombic Cd3O2SO4 phase (JCPDS card No.32-0140). It indicated that the structure of CdS NWs is damaged due to the surface degradation (such as oxidation) under long-term heating in air. All the other diffraction peaks in Fig. 2 can be clearly seen and indexed as the hexagonal CdS phase (JCPDS card No.41-1049). Meanwhile, due to the amorphous structure of silica shell, no peaks for silica were detected in the coated sample. The results imply that the silica shell can prevent CdS NWs from being oxidized by oxygen at high temperature, and it offers the feasibility for next optical properties research of CdS NWs under stronger laser excitation.Fig. 2. XRD patterns of (a) CdS NWs, (b) uncoated CdS NWs annealed at 500 °C, (c)CdS/SiO2 core/shell NWs, and (d) CdS/SiO2 core/shell NWs annealed at 500 °C.3.3 Optical properties of the annealed CdS/SiO2 core/shell NWsThe absorption spectra of the as-prepared CdS NWs, CdS/SiO2 NWs and annealed CdS/SiO2 core/shell NWs are shown in Fig. 3. All the samples have a pronounced absorption bump at#181781 - $15.00 USD Received 14 Dec 2012; revised 17 Jan 2013; accepted 18 Jan 2013; published 1 Feb 2013 (C) 2013 OSA11 February 2013 / Vol. 21, No. 3 / OPTICS EXPRESS 3256about 486 nm, which is similar with the results obtained by the other groups [26,27]. By comparing the absorption line shape of the CdS NWs, CdS/SiO2 NWs, and annealed CdS/SiO2 NWs, we found that the absorption bump position of CdS NWs is insensitive to theshell coating and annealing processes.Fig. 3. Normalized absorption spectra of CdS NWs, CdS/SiO2 NWs, and annealed CdS/SiO2core/shell NWs.The PL spectra of the CdS NWs, CdS/SiO2 NWs and annealed CdS/SiO2 NWs are presented in Fig. 4(a). The samples show a sharp emission band at around 505 nm with the excitation of a 400 nm laser, which is attributed to the typical band–band transitions of CdS crystal since the spectral position is very near the band gap of CdS at room temperature [31]. Meanwhile, a broad emission band at around 700 nm can also be observed in these samples, which may be ascribed to structural defects such as crystalline surface structure defects, ionized vacancies and/or impurities [26,27].Fig. 4. (a) PL spectra of CdS NWs, CdS/SiO2 NWs and CdS/SiO2 NWs annealed at 500 °C. (b)Time-resolved PL of CdS NWs, CdS/SiO2 NWs and annealed CdS/SiO2 NWs at ~505 nm.Most interesting, compared with the original CdS NWs, the band-edge emission of the silica coated CdS NWs enhances nearly 4 times, and that of the annealed CdS/SiO2 NWs enhances about 8 times. Here, silica coating could passivate the surface of CdS NWs, which prevent the surface adsorption of surfactant, ligands, or other chemical groups. Therefore, it could reduce the number of nonradiative energy channels so as to improve the band-edge emission efficiency. Furthermore, annealing process could improve the crystal quality of CdS NWs under the protection of silica shell. Then the defect (trap) emission was depressed and the band-edge emission efficiency was further enhanced. It can be seen that the defect emission at about 700 nm was decreased by nearly 50% when the CdS/SiO2 NWs were annealed at 500 °C, which also reveals the improvement of CdS crystal quality. In addition, the full width at half maximum (FWHM) of the band-edge emission peaks for the CdS NWs, CdS/SiO2 NWs, and annealed CdS/SiO2 NWs are 20 nm, 17 nm, and 16 nm, respectively. It demonstrates that both the shell coating and annealing processes induce the decreased FWHM of the band-edge emission, which indicate that the trap density near band edge decreases and the quality factor of band-edge emission increases.#181781 - $15.00 USD Received 14 Dec 2012; revised 17 Jan 2013; accepted 18 Jan 2013; published 1 Feb 2013 (C) 2013 OSA11 February 2013 / Vol. 21, No. 3 / OPTICS EXPRESS 3257To further investigate the dynamics of the band-edge emission, time-resolved PL experiments were performed. As shown in Fig. 4(b), two decay processes with fast lifetime(τf) and slow lifetime (τs) were observed for the CdS NWs, CdS/SiO2 NWs and annealed CdS/SiO2 NWs. We have fitted the PL decay rate of the samples by double exponential, andthe fitted values of τf are 0.86 ns (94%), 0.95 ns (89%) and 0.99 ns (85%) for the CdS NWs, CdS/SiO2 NWs, and annealed CdS/SiO2 NWs, respectively. The decrease of density of trap states was expected to reduce the exciton-trap interaction and thus increase the observed lifetime [34,35]. The increased lifetime of band-edge emission for annealed CdS/SiO2 NWs coincided with their enhanced emission efficiency induced by surface passivation and crystal improvement.Figure 5(a) displays the excitation power (P exc) dependence of the PL intensity (I PL) ataround 505 nm of the samples. From these data, the slopes (ν = ∂ log I PL/∂ log P exc) are fitted as 1.56, 1.76 and 1.82 for the original CdS, CdS/SiO2 and annealed CdS/SiO2 NWs, respectively. It can be seen that, with the increasing of excitation power, the PL intensity of CdS/SiO2 NWs and annealed CdS/SiO2 NWs increase nonlinearly. In contrast, as shown in Fig. 5(b), the defect emission at about 700 nm is nearly linear with slopes of 1.10, 1.19 and 1.11 for the original CdS NWs, CdS/SiO2 NWs and annealed CdS/SiO2 NWs, respectively.Fig. 5. Excitation power dependence of PL intensity for CdS NWs, CdS/SiO2 core/shell NWsand annealed CdS/SiO2 core/shell NWs at (a) 505 nm and (b) 700 nm with excitationwavelength of 400 nm.4. ConclusionIn summary, the thickness-controlled CdS/SiO2 core/shell NWs have been successfully prepared in an improved Stöber method, and the influences of silica shell coating and annealing processes on their optical properties have been investigated. The band-edge emission of the annealed CdS/SiO2 NWs was enhanced with slowed lifetime, and the defect emission was depressed. The results indicated that the joint action of silica coating and annealing processes was beneficial for the band-edge emission efficiency, owing to that silica coating could reduce the nonradiative energy channels by the surface state, and annealing process could improve the crystal quality. We believe our finding would help improving the optical properties of semiconductor NWs, and facilitate its applications in various realms, such as nanoscale emitter, sensor, and photoelectric device.AcknowledgmentsThis work was supported in part by NSFC (61008043, 11174229 and 11204221), Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (20100141120041) and the National Program on Key Science Research of China (2011CB922201).#181781 - $15.00 USD Received 14 Dec 2012; revised 17 Jan 2013; accepted 18 Jan 2013; published 1 Feb 2013 (C) 2013 OSA11 February 2013 / Vol. 21, No. 3 / OPTICS EXPRESS 3258。

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