CdS/ZnO核壳结构量子点的制备及其光学性能

通过溶胶-凝胶法制备出ZnO、CdS和CdS/ZnO核壳结构量子点的前驱体,在空气气氛下高温处理后得到壳厚度为10nm左右的CdS/ZnO核壳结构.CdS/ZnO核壳结构会导致紫外吸收边产生明显的红移.与ZnO和CdS相比,核壳结构使CdS/ZnO的激发、发射光谱都产生了明显变化,并且提高了发光强度.研究发现核壳结构会使ZnO和CdS原有的能级结构发生变化.     

多臂CdS纳米棒的合成、表征及修饰

以二乙基二硫代氨基甲酸镉为单一前驱体,在油胺介质中裂解,得到多臂状CdS纳米棒.研究了前体中Cd/S配比和裂解时间对CdS纳米棒光学性能的影响.实验结果表明,该方法合成的CdS纳米棒为六方晶态结构,直径约为5 nm,臂长为36 nm左右,其耐光漂白性好,在最佳条件下量子产率可达2O%.分别用透射电镜、高分辨透射电镜、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱对样品的结构形态和光学特性进行了表征.同时,采用二巯基辛酸为修饰剂,得到了性能优良的水溶性CdS纳米棒.     

CdS,ZnO1-xSx电子结构和光学特性的第一性原理研究

 采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似(GGA)的PBE平面波超软赝势方法,研究了闪锌矿型CdS和ZnO_1-xS_x(x=0,0.25,0.5,0.75,1)的电子结构和光学特性.计算并分析了闪锌矿型CdS和ZnO_1-xS_x的复介电函数、光电导率、吸收系数和损失函数.研究结果表明,闪锌矿型CdS和ZnO_1-xS_x(x=0,0.25,0.5,0.75,1)均为直接带隙半导体材料.ZnO中一定浓度的硫掺杂,导致带隙宽度变窄,而晶格常数随掺杂基本呈线性变化.就目前制备铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池普遍使用CdS缓冲层而言,ZnO_1-xS_x具有与CdS类似的电子结构,但光学特性上高频特性有明显改善.这些特性对于改善电池吸收层表面性能和光吸收特性、制备高效CIGS薄膜太阳能电池非常有利.     

水热—溶剂热法合成CdS纳米晶的进展研究

半导体纳米材料CdS,具有较大的禁带宽度(2.42ev),因而在光电子器件等领域有重要的应用前景,也在当前纳米材料研究中占有重要的位置。同时,制备出形貌尺寸可控的CdS纳米材料是合成工艺研究的重要目标之一,而在制备CdS纳米材料的各种工艺中,水热-溶剂热法是一种重要的方法,受到研究者广泛的关注,并推动着水热-溶剂热合成方法的快速发展,促进了我国纳米科学技术的飞速发展。     

Photocatalytic activity of TiO<Subscript>2</Subscript> sensitized by CdS quantum dots under visible-light irradiation

In this paper, CdS quantum dots sensitized TiO2 composite powders (QD-CdS/TiO2) were synthesized by impregnating TiO2 powder into CdS sol with different concentrations. X-ray diffraction pattern (XRD) shows the crystal structures of CdS and TiO2 are cubic phase and anatase phase separately in QD- CdS/TiO2 powder samples; the crystal size of CdS in QD- CdS/TiO2 is about 3-7 nm, while TiO2 crystal size is about 20 nm. With increasing CdS content in QD-CdS/TiO2 composite, the UV-Vis absorption spectrum shifted to the longer wavelength lines, exhibiting obvious quantum size effect. The fluorescence intensity of QD-CdS/TiO2 irradiated by blue light is weaker than that of pure CdS. When the molar ratio of CdS and TiO2 is about 1∶2, the QD-CdS/TiO2 powder has the best catalytic properties under visible-light irradiation, and the degradation rate of rhodamine B (RhB) is up to 92.2% within 60 min.     

硫化镉量子点的可控制备及荧光性能研究

采用溶剂热法,以Cd(NO3)2·4H2O和升华硫为镉、硫来源,油胺为反应溶剂和表面活性剂,制备了硫化镉量子点(CdS QDs),并研究了反应温度、反应时间对硫化镉量子点尺寸的影响.通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对所制备产物的结构和形貌进行了表征.结果表明,所制备的硫化镉量子点结晶度较高,单分散性好,尺寸均一.通过紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)表征了硫化镉量子点随反应温度和时间的变化,结果发现,随反应温度的升高和反应时间的延长,其吸收峰出现了明显的红移,即通过控制反应温度和时间可以控制硫化镉量子点的尺寸和发光颜色.     

硫脲辅助溶剂热再结晶对CdS纳米颗粒形貌转变的影响

采用传统的溶剂热技术,以无水乙二胺(en)为溶剂,CdCl2·2.5H2O和硫脲(H2NCSH2N)为镉源和硫源,在相同的反应时间下,经过不同的反应温度合成了CdS纳米晶.利用X射线衍射(XRD)图谱和扫面电子显微(SEM)图像对CdS纳米晶产物进行表征,结果显示产物均为六方相的结构,当温度低于160℃时,产物为纳米颗粒状;当温度高于160℃时,产物为CdS纳米棒状.同时,着重研究了添加剂(硫脲)的添加量对CdS纳米颗粒再结晶产物形貌转变的影响,并分析了产物形貌转变的可能机制.     

加CdS薄层的白色有机电致发光器件色度的优化

文章讨论了利用蓝色磷光小分子铱配合物[iridium(III)bis-(4',6'-difluorophenylpyridinato)tetrakis(1-pyrazolyl)borate(Fir6)]与黄色荧光染料Rubrene复合发光产生白光的设想.通过引入CdS薄层而增加电子注入,利用结构为ITO/2-TNATA/NPB/Rubrene/CBP/CBP:Fir6/CBP/Bphen/CdS/LiF/Al的器件,通过增加激子阻挡层CBP,获得了色度较好的白色有机电致发光器件.当两层激子阻挡层CBP厚度均为3 nm时,电压从启亮电压3.4 V开始至9 V为止,器件的色坐标从(0.36,0.36)变化到(0.32,0.31),使器件的色度获得了很好的改善.     

CdS修饰低密度TiO2纳米棒阵列复合膜的制备及光电性能

为了提高CdS光敏层在TiO₂一维纳米棒阵列中的填充率,在TiO₂种子层的基础上,采用水热法于FTO导电玻璃表面生长了棒长较短、棒间距较大的低密度TiO₂一维纳米棒阵列膜,通过化学浴沉积在TiO₂纳米棒表面包覆CdS种子层,以此为基底采用水热法于TiO₂一维纳米阵列中生长CdS光敏层。采用SEM,XRD及紫外-可见吸收光谱对不同CdS水热生长时间的TiO₂/CdS复合膜结构进行了表征,并对其光电性能进行了研究。结果表明,低密度TiO₂纳米棒阵列有利于CdS生长液在阵列中渗入形成完全包覆的CdS种子层,CdS光敏层通过水热过程在整个TiO₂纳米棒表面均匀生长,逐渐形成CdS对TiO₂纳米棒阵列的完全填充和包覆,并在阵列顶端形成由CdS纳米短棒组成的花状修饰层;CdS的修饰将TiO₂一维纳米阵列膜的光吸收拓展至可见光区,水热生长7 h所得到的TiO₂/CdS复合膜具有最高光电流。所制备的CdS修饰低密度TiO₂纳米棒复合膜在太阳电池器件中具有很好的应用前景。     

Modification of TiO2 nanotubes arrays by CdS and their photoelectrocatalytic hydrogen generation properties

In order to realize hydrogen generation under visible light, novel CdS/TiO2 nanotubes arrays are developed by electrochemical anodizaUon of Ti in 0.15 mol/L NHTF ＋ 0.08 mol/L H2C2O4 electrolyte. The diameter of the nanotube is 80-100 nm and the length is approximately 550 nm. The CdS nano-particles are deposited on the TiO2 nanotubes arrays by chemical bath deposition （CBD） in the ammonia-thiourea system. A 300 W Xe lamp is used as the light source, CdS/TiO2 nanotube arrays are used as the photoanode with the application of 1.0 V bath voltage, and 0.1 mol/L Na2S ＋ 0.04 mol/L Na2SO3 solution is used as the electrolyte, then the rate of photoelectrocatalytic hydrogen generation is 245.4 μL/（h·cm^2）. This opens new perspectives for photoelectrocatalytic hydrogen generation by using CdS/TiO2 nanotubes arrays.