- 选题背景
随着时代的不断发展，发光材料也得到了很大发展，然而，大多数发光材料的发光效率并不高。量子点（quantum dots，QDs），是一种半导体纳米材料，自从20世纪90年代量子点[1，2]被发现以来，基于它自身的量子效应，当颗粒尺寸进入纳米量级时，尺寸限域将引起尺寸效应、量子限域效应、宏观量子隧道效应和表面效应，从而派生出纳米体系具有常观体系和微观体系不同的低维物性，展现出许多不同于宏观体材料的物理化学性质，被广泛应用于离子检测[3] 、分子检测[4] 、光学设备[5] 、生物成像[6] 、药物传递和治疗[7] 方面。传统的二元量子点（如CdS、PbS和HgS），因其具有较高的量子产率掀起了量子点的研究热。然而，此类量子点大多含有Cd、Pb、Hg等重金属元素，会对生态环境造成破坏，极大地限制了该类量子点的应用。随着对半导体量子点研究的深入，新型绿色低毒环保的四元量子点因其不含有毒的重金属离子，同时还具有发射谱可调性好、荧光寿命长等优点，因而有望取代二元量子点，在太阳能电池、发光器件和生物光学标记等领域具有广阔的应用前景。
2.选题的目的和意义
目前大部分具有高量子产率和高分散性的量子点均是在有机相中合成的，且大多数是以长链配体（如十八烯等）作为溶剂、以有机硫试剂作为配体合成的亲油性量子点，主要包括单一前体热解法、一步法、热注入法等。然而，以上几种方法在合成中均需要消耗大量的有机溶剂，不仅增加了制备成本、污染了生态环境，同时还需要苛刻的实验条件（高温、惰性气体保护等），加大了实验操作的难度。此外，采用有机相法合成的疏水性量子点通常需要经过复杂的配体交换工艺以获得良好的亲水性，才能应用于生物标记等领域，而该工艺会显著降低量子点的荧光性能。在以节能减耗和降低污染为宗旨的前提下，大家将目光转向了不含有毒重金属元素的多元量子点。例如，2006年Hideaki Maeda等人第一次合成了三元CuInS 2 量子点[8]；Teng等人用氯化亚铜和氯化铟作为前驱金属盐，使用溶剂热法制备了CuInS2 量子点。但是三元量子点往往发光效率差，稳定性不高，不能得到很好的应用。因此研究四元量子点材料对于未来器件的制备和环境保护具有重要意义。
3.研究现状
2004年，Xu等 [9] 首次发现一种荧光碳纳米材料—碳量子点(CQDs)，其粒径在10nm以下，属于纳米材料；在2007年，ADACH等［10］首先合成了(AgIn) X Zn2(１-x)（S2CNC2H5)2 )4 前体，随后在180℃温度下进行热分解，合成了四元量子点，并且通过掺杂Zn2 抑制非辐射复合过程，使得量子产率有所提高，但通过这种方法合成的量子点纯度比较低，很难满足需要；随后，TAKAHASHIT等［11］将醋酸盐、硫脲、油胺和十二烷基硫醇混合，在250℃下一步合成了量子点，并通过优化Zn2 的含量以及量子点的尺寸，量子产率大大加强；此外，Yoon Hee Chang等［12］采用AgNO3 、In(Ac)3 、Zn(Ac)2 和硫粉为原料，采用热注入法经低温成核、高温合金化工艺获得了晶体结构更加稳定的量子点，量子产率大幅提高。2015年，YANG Wen-tao课题组等采用水相回流法成功制备了量子点，但由于合成温度较低，合成的量子点结晶度较差，存在大量缺陷，导致其量子产率较低；此外，DENG Da-wei等以AgNO3 、In(Ac)3 和Zn(Ac)2 为原料，在100℃下合成了水溶性AIZS量子点，通过优化S/In比例，其量子产率最高可达30％，但相对于油溶性AIZS量子点的荧光性能仍然有很大的差距。由此看来，如何直接在水相中制备具有高量子产率和高分散性的量子点仍然是目前急需解决的问题。
- 研究方法及技术路线
通过文献调研发现，虽然对于四元量子点的合成方法已经很多了。但对于量子点的发光效率以及发光机制报道研究还很少，基于此原因，本文主要合成具有聚集诱导荧光效应的Cu-In-Zn-S量子点，并作进一步分析。
（1）直接采用一步水热法，以氯化铜，氯化铟，醋酸锌作为前驱体，以巯基丙酸作为稳定剂，以硫脲作为还原剂，合成具有聚集诱导荧光效应的Cu-In-Zn-S量子点，并对合成条件进行优化；
（2）为了获得更加良好的光学特性，探索该Cu-In-Zn-S量子点的聚集诱导荧光特性并对其机理进行研究。
5.预期结果
在现有的研究基础上，通过不断优化实验方法，合成具有优异荧光性能及良好储存稳定性四元Cu-In-Zn-S量子点，使得合成的四元量子点具有良好的应用前景。
以上是文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
