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ZnSe/ZnS/L-Cys核壳结构量子点光声与表面光伏特性

林莹莹 李葵英 单青松 尹华 朱瑞苹

ZnSe/ZnS/L-Cys核壳结构量子点光声与表面光伏特性

林莹莹, 李葵英, 单青松, 尹华, 朱瑞苹
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  • ZnSe量子点光电子特性的研究对于其微观电子结构探测和应用领域的扩展具有重要的意义. 本文结合表面光伏与光声技术以及激光Raman研究了不同回流温度下制备L-半胱氨酸(L-Cys)为配体核壳结构ZnSe量子点的微结构和光声与表面光伏特性. 结果发现, 具有n-型光伏特性的ZnSe 量子点在近紫外到可见光范围内展示出优良的表面光伏性质. 尤其在波长为350550 nm范围内光子能量绝大部分用于产生表面光伏效应, 而不是用于无辐射跃迁导致的晶格热振动, 同时证实了光声与表面光伏效应之间的能量互补关系. 实验指认ZnSe量子点在300350 nm短波区域出现的光声信号和在1120, 1340和1455 cm-1高频区域出现的Raman峰与配体L-Cys 的多声子振动模式密切相关. 实验结果表明, 随着回流温度的降低, ZnSe量子点的平均粒径有减小趋势, 这在改善样品的表面效应和小尺寸效应的同时, 有利于提高核壳结构ZnSe 量子点的光伏转换效率.
      通信作者: 李葵英, kuiyingli@ysu.edu.cn
    • 基金项目: 河北省自然科学基金(批准号: E2013203296)和河北省教育厅科研计划重点项目基金(批准号: ZH200814)资助的课题.
    [1]

    Li K Y, Xue Z J 2014 Mater. Chem. Phys. 148 253

    [2]

    Feng B, Cao J, Yang J H, Yang S, Han D L 2014 Mater. Res. Bull. 60 794

    [3]

    Senthilkumar K, Kalaivani T, Kanagesan S, Balasubramanian V, Balakrishnan J 2013 J. Mater. Sci: Mater. Electron 24 692

    [4]

    Carbone L, Cozzoli P D 2010 Nano Today 5 449

    [5]

    Goswami B, Pal S, Ghosh C, Sarkar P 2009 J. Phys. Chem. C 113 6439

    [6]

    Colibaba G, Caraman M, Evtodiev I, Evtodiev S, Goncearenco E, Nedeoglo D, Nedeoglo N 2014 J. Lumin. 145 237

    [7]

    Zhang L, Yang H, Yu J, Shao F, Li L, Zhang F, Zhao H 2009 J. Phys. Chem. C 113 5434

    [8]

    Pardo-Gonzalez A P, Castro-Lora H G, Lpez-Carreo L D, Martnez H M, Salcedo N J T 2014 J. Phys. Chem. Solids 75 713

    [9]

    Archana J, Navaneethan M, Hayakawa Y, Ponnusamy S, Muthamizhchelvan C 2012 Mater. Res. Bull. 47 1892

    [10]

    Weaver A L, Gamelin D R 2012 J. Am. Chem. Soc. 134 6819

    [11]

    Wang X, Zhu J, Zhang Y, Jiang J, Wei S 2010 Appl. Phys. A 99 651

    [12]

    Zhu J, Koltypin Y, Gedanken A 2000 Chem. Mater. 12 73

    [13]

    Shakir M, Kushwaha S K, Maurya K K, Bhagavannarayana G 2009 Solid State Commun. 149 2047

    [14]

    Yang L, Xie R, Liu L, Xiao D, Zhu J 2011 J. Phys. Chem. C 115 19507

    [15]

    Yang Y J, Xiang B J 2005 J. Cryst. Growth 284 453

    [16]

    Peng X G, Manna L, Yang W D, Wickham J, Scher E, Kadavanich A, Allvisatos A P 2000 Nature 404 59

    [17]

    Bruchez M, Moronne M, Gin P, Weiss S, Alivisatos A P 1998 Science281 2013

    [18]

    An H Z, Zhao Q, Du W M 2004 Chin. Phys. B 13 1753

    [19]

    Zafar M, Ahmed S, Shakil M, Choudhary M A, Mahmood K 2015 Chin. Phys. B 24 0761061

    [20]

    Hines M A, Guyot-Sionnest P 1998 J. Phys. Chem. B 102 3655

    [21]

    Xiong S, Huang S, Tang A, Teng F 2007 Mater. Lett. 61 5091

    [22]

    Lu L W, Wang Z G 2002 Acta Phya. Sin. 51 310 (in Chinese) [卢励吾, 王占国 2002 物理学报 51 310]

    [23]

    Qu J R, Zhen J B, Wang C F, Wu G R, Hao J 2013 Acta Phys. Sin. 62 0788021 (in Chinese) [屈俊荣, 郑建邦, 王春锋, 吴广荣, 郝娟 2013 物理学报 62 0788021]

    [24]

    Xia M L, Liu C, Zhao Z Y, Ai B, Yin Q Y, Xie J, Han J J, Zhao X J 2015 J. Non-Cryst. Solids 429 79

    [25]

    Murase N, Gao M Y 2004 Mater. Lett. 58 3898

    [26]

    Liu B T, Yu H Y, Wang Y, Peng L G, Han T, Tian L L, Yan L T 2015 J. Alloy. Compd. 640 246

    [27]

    Xue Z J, Li K Y, Sun Z P 2013 Acta Phys. Sin. 62 066801 (in Chinese) [薛振杰, 李葵英, 孙振平 2013 物理学报 62 066801]

    [28]

    Li K Y, Shan Q S, Zhu R P, Yin H, Lin Y Y, Wang L Q 2015 Nanoscale 7 7906

    [29]

    Rosencwaig A, Gersho A 1976 J. Appl. Phys. 47 64

    [30]

    Yin Q R, Wang T, Qian M L 1999 Photoacoustic and Photo-Thermal Technology and Applications (Beijing: Science Press) pp18-34 (in Chinese) [殷庆瑞, 王通, 钱梦騄 1999 光声光热技术及其应用 (北京:科学出版社) 第1834页]

    [31]

    Rosencwaig A (translated by Wang Y J, Zhang S Y, Lu Z G) 1986 Photoacoustic and Photoacoustic Spectroscopy (Beijing: Science Press) pp94-105 (in Chinese) [罗森威格 A (王耀俊, 张淑仪, 卢宗桂 译) 1986 光声学和光声谱学 (北京:科学出版社) 第94105页]

    [32]

    Reiss P, Carayon S, Bleuse J, Pron A 2003 Synthetic Met. 139 649

    [33]

    Kronik L, Shapira Y 1999 Surf. Sci. Rep. 37 1

    [34]

    Li K Y, Liu T, Zhou B J, Wei S L, Yang W Y 2010 Acta Phys. -Chim. Sin. 26 403 (in Chinese) [李葵英, 刘通, 周冰晶, 魏赛玲, 杨伟勇 2010 物理化学学报 26 403]

    [35]

    Li K Y, Zhang H, Yang W Y, Wei S L, Wang D Y 2010 Mater. Chem. Phys. 123 98

    [36]

    Li K Y, Ding Y Y, Guo J, Wang D Y 2008 Mater. Chem. Phys. 112 1001

    [37]

    Li K Y, Song G J, Zhang J, Wang C M, Guo B 2011 J. Photoch. Photobio. A 218 213

    [38]

    Feng B, Yang J H, Cao J, Yang L L, Gao M, Wei M B, Liu Y, Song H 2013 Mater. Res. Bull. 48 1040

    [39]

    Arivazhagan V, Manonmani P M, Rajesh S 2013 J. Alloy. Compd. 577 431

    [40]

    Zhou X, Zeng X H, Yan X Q, Xia W W, Zhou Y X, Shen X S 2014 Mater. Res. Bull. 59 25

    [41]

    Zeng X H, Zhang W, Cui J Y, Zhou M, Chen H T 2014 Mater. Res. Bull. 50 359

    [42]

    Trajić J, Kostić R, Romčević N, Romčević M, Mitrić M, Lazović V, Balaž P, Stojanović 2014 J. Alloy. Compd. 637 401

    [43]

    Daz-Reyes J, Castillo-Ojeda R S, Snchez-Espndola R, Galvn-Arellano M, Zaca-Morn O 2014 Curr. Appl. Phys. 15 103

    [44]

    Sotillo B, Fernndez P, Piqueras J 2013 J. Alloy. Compd. 563 113

    [45]

    Peng J J, Liu S P, Wang L, Liu Z W, He Y Q 2009 J. Colloid Interface Sci. 338 578

    [46]

    Xue X H, Pan J, Xie H M, Wang J H, Zhang S 2009 Talanta 77 1808

    [47]

    Lu G W, An H Z, Chen Y, Huang J H, Zhang H Z, Xiang B, Zhao Q, Yu D P, Du W M 2005 J. Cryst. Growth 274 530

    [48]

    Freitas-Neto E S, Silva A C A, Silva S W, Morais P C, Gmez J A, Baffa O, Dantas N O 2013 J. Raman Spectrosc. 44 1022

    [49]

    Kim K, Lee Y M, Lee H B, Park Y, Bae T Y, Jung Y M, Choi C H, Shin K S 2010 J. Raman Spectrosc. 41 187

    [50]

    Fu X G, An H Z, Du W M 2005 Mater. Lett. 59 1484

    [51]

    Lee H, Kim M S, Suh S W 1991 J. Raman Spectrosc. 22 91

  • [1]

    Li K Y, Xue Z J 2014 Mater. Chem. Phys. 148 253

    [2]

    Feng B, Cao J, Yang J H, Yang S, Han D L 2014 Mater. Res. Bull. 60 794

    [3]

    Senthilkumar K, Kalaivani T, Kanagesan S, Balasubramanian V, Balakrishnan J 2013 J. Mater. Sci: Mater. Electron 24 692

    [4]

    Carbone L, Cozzoli P D 2010 Nano Today 5 449

    [5]

    Goswami B, Pal S, Ghosh C, Sarkar P 2009 J. Phys. Chem. C 113 6439

    [6]

    Colibaba G, Caraman M, Evtodiev I, Evtodiev S, Goncearenco E, Nedeoglo D, Nedeoglo N 2014 J. Lumin. 145 237

    [7]

    Zhang L, Yang H, Yu J, Shao F, Li L, Zhang F, Zhao H 2009 J. Phys. Chem. C 113 5434

    [8]

    Pardo-Gonzalez A P, Castro-Lora H G, Lpez-Carreo L D, Martnez H M, Salcedo N J T 2014 J. Phys. Chem. Solids 75 713

    [9]

    Archana J, Navaneethan M, Hayakawa Y, Ponnusamy S, Muthamizhchelvan C 2012 Mater. Res. Bull. 47 1892

    [10]

    Weaver A L, Gamelin D R 2012 J. Am. Chem. Soc. 134 6819

    [11]

    Wang X, Zhu J, Zhang Y, Jiang J, Wei S 2010 Appl. Phys. A 99 651

    [12]

    Zhu J, Koltypin Y, Gedanken A 2000 Chem. Mater. 12 73

    [13]

    Shakir M, Kushwaha S K, Maurya K K, Bhagavannarayana G 2009 Solid State Commun. 149 2047

    [14]

    Yang L, Xie R, Liu L, Xiao D, Zhu J 2011 J. Phys. Chem. C 115 19507

    [15]

    Yang Y J, Xiang B J 2005 J. Cryst. Growth 284 453

    [16]

    Peng X G, Manna L, Yang W D, Wickham J, Scher E, Kadavanich A, Allvisatos A P 2000 Nature 404 59

    [17]

    Bruchez M, Moronne M, Gin P, Weiss S, Alivisatos A P 1998 Science281 2013

    [18]

    An H Z, Zhao Q, Du W M 2004 Chin. Phys. B 13 1753

    [19]

    Zafar M, Ahmed S, Shakil M, Choudhary M A, Mahmood K 2015 Chin. Phys. B 24 0761061

    [20]

    Hines M A, Guyot-Sionnest P 1998 J. Phys. Chem. B 102 3655

    [21]

    Xiong S, Huang S, Tang A, Teng F 2007 Mater. Lett. 61 5091

    [22]

    Lu L W, Wang Z G 2002 Acta Phya. Sin. 51 310 (in Chinese) [卢励吾, 王占国 2002 物理学报 51 310]

    [23]

    Qu J R, Zhen J B, Wang C F, Wu G R, Hao J 2013 Acta Phys. Sin. 62 0788021 (in Chinese) [屈俊荣, 郑建邦, 王春锋, 吴广荣, 郝娟 2013 物理学报 62 0788021]

    [24]

    Xia M L, Liu C, Zhao Z Y, Ai B, Yin Q Y, Xie J, Han J J, Zhao X J 2015 J. Non-Cryst. Solids 429 79

    [25]

    Murase N, Gao M Y 2004 Mater. Lett. 58 3898

    [26]

    Liu B T, Yu H Y, Wang Y, Peng L G, Han T, Tian L L, Yan L T 2015 J. Alloy. Compd. 640 246

    [27]

    Xue Z J, Li K Y, Sun Z P 2013 Acta Phys. Sin. 62 066801 (in Chinese) [薛振杰, 李葵英, 孙振平 2013 物理学报 62 066801]

    [28]

    Li K Y, Shan Q S, Zhu R P, Yin H, Lin Y Y, Wang L Q 2015 Nanoscale 7 7906

    [29]

    Rosencwaig A, Gersho A 1976 J. Appl. Phys. 47 64

    [30]

    Yin Q R, Wang T, Qian M L 1999 Photoacoustic and Photo-Thermal Technology and Applications (Beijing: Science Press) pp18-34 (in Chinese) [殷庆瑞, 王通, 钱梦騄 1999 光声光热技术及其应用 (北京:科学出版社) 第1834页]

    [31]

    Rosencwaig A (translated by Wang Y J, Zhang S Y, Lu Z G) 1986 Photoacoustic and Photoacoustic Spectroscopy (Beijing: Science Press) pp94-105 (in Chinese) [罗森威格 A (王耀俊, 张淑仪, 卢宗桂 译) 1986 光声学和光声谱学 (北京:科学出版社) 第94105页]

    [32]

    Reiss P, Carayon S, Bleuse J, Pron A 2003 Synthetic Met. 139 649

    [33]

    Kronik L, Shapira Y 1999 Surf. Sci. Rep. 37 1

    [34]

    Li K Y, Liu T, Zhou B J, Wei S L, Yang W Y 2010 Acta Phys. -Chim. Sin. 26 403 (in Chinese) [李葵英, 刘通, 周冰晶, 魏赛玲, 杨伟勇 2010 物理化学学报 26 403]

    [35]

    Li K Y, Zhang H, Yang W Y, Wei S L, Wang D Y 2010 Mater. Chem. Phys. 123 98

    [36]

    Li K Y, Ding Y Y, Guo J, Wang D Y 2008 Mater. Chem. Phys. 112 1001

    [37]

    Li K Y, Song G J, Zhang J, Wang C M, Guo B 2011 J. Photoch. Photobio. A 218 213

    [38]

    Feng B, Yang J H, Cao J, Yang L L, Gao M, Wei M B, Liu Y, Song H 2013 Mater. Res. Bull. 48 1040

    [39]

    Arivazhagan V, Manonmani P M, Rajesh S 2013 J. Alloy. Compd. 577 431

    [40]

    Zhou X, Zeng X H, Yan X Q, Xia W W, Zhou Y X, Shen X S 2014 Mater. Res. Bull. 59 25

    [41]

    Zeng X H, Zhang W, Cui J Y, Zhou M, Chen H T 2014 Mater. Res. Bull. 50 359

    [42]

    Trajić J, Kostić R, Romčević N, Romčević M, Mitrić M, Lazović V, Balaž P, Stojanović 2014 J. Alloy. Compd. 637 401

    [43]

    Daz-Reyes J, Castillo-Ojeda R S, Snchez-Espndola R, Galvn-Arellano M, Zaca-Morn O 2014 Curr. Appl. Phys. 15 103

    [44]

    Sotillo B, Fernndez P, Piqueras J 2013 J. Alloy. Compd. 563 113

    [45]

    Peng J J, Liu S P, Wang L, Liu Z W, He Y Q 2009 J. Colloid Interface Sci. 338 578

    [46]

    Xue X H, Pan J, Xie H M, Wang J H, Zhang S 2009 Talanta 77 1808

    [47]

    Lu G W, An H Z, Chen Y, Huang J H, Zhang H Z, Xiang B, Zhao Q, Yu D P, Du W M 2005 J. Cryst. Growth 274 530

    [48]

    Freitas-Neto E S, Silva A C A, Silva S W, Morais P C, Gmez J A, Baffa O, Dantas N O 2013 J. Raman Spectrosc. 44 1022

    [49]

    Kim K, Lee Y M, Lee H B, Park Y, Bae T Y, Jung Y M, Choi C H, Shin K S 2010 J. Raman Spectrosc. 41 187

    [50]

    Fu X G, An H Z, Du W M 2005 Mater. Lett. 59 1484

    [51]

    Lee H, Kim M S, Suh S W 1991 J. Raman Spectrosc. 22 91

  • [1] 任伦, 李葵英, 崔洁圆, 赵杰. ZnSe量子点敏化纳米TiO2薄膜光电子特性研究. 物理学报, 2017, 66(6): 067301. doi: 10.7498/aps.66.067301
    [2] 薛振杰, 李葵英, 孙振平. 核壳结构硒化镉/硫化镉/巯基乙酸量子点载流子输运特性. 物理学报, 2013, 62(6): 066801. doi: 10.7498/aps.62.066801
    [3] 周彧, 曹渊, 朱公栋, 刘锟, 谈图, 王利军, 高晓明. 基于7.6 m量子级联激光的光声光谱探测N2O气体. 物理学报, 2018, 67(8): 084201. doi: 10.7498/aps.67.20172696
    [4] 张宇文, 邓永和, 文大东, 赵鹤平, 高明. Al原子在Ni基衬底表面的扩散及团簇的形成. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200120
    [5] 程刚, 曹渊, 刘锟, 曹亚南, 陈家金, 高晓明. 光声光谱检测装置中光声池的数值计算及优化. 物理学报, 2019, 68(7): 074202. doi: 10.7498/aps.68.20182084
    [6] 严学文, 王朝晋, 王博扬, 孙泽煜, 张晨雪, 韩庆艳, 祁建霞, 董军, 高伟. 构建核壳结构增强Ho3+离子在镥基纳米晶中的红光上转换发射. 物理学报, 2019, 68(17): 174204. doi: 10.7498/aps.68.20190441
    [7] 余荣, 江月松, 余兰, 欧军. 利用散射光增强弱吸收固体混合物中主要光吸收物质的光声光谱特征. 物理学报, 2013, 62(8): 087802. doi: 10.7498/aps.62.087802
    [8] 刘蓓, 陆奚建, 邹斌. 热注射法合成用于生物成像的核壳上转换纳米晶. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200347
    [9] 舒明飞, 尚玉黎, 陈威, 曹万强. 核壳结构对弛豫铁电体介电行为的影响. 物理学报, 2012, 61(17): 177701. doi: 10.7498/aps.61.177701
    [10] 邹小翠, 吴木生, 刘刚, 欧阳楚英, 徐波. β-碳化硅/碳纳米管核壳结构的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(10): 107101. doi: 10.7498/aps.62.107101
    [11] 炎正馨, 袁长迎, 李智慧, 蒙瑰, 尚丽平. 高浓度气体共振光声光谱信号饱和特性研究. 物理学报, 2010, 59(10): 6908-6913. doi: 10.7498/aps.59.6908
    [12] 许雪梅, 李奔荣, 杨兵初, 蒋礼, 尹林子, 丁一鹏, 曹粲. 基于光声光谱技术的NO,NO2气体分析仪研究. 物理学报, 2013, 62(20): 200704. doi: 10.7498/aps.62.200704
    [13] 许雪梅, 戴鹏, 杨兵初, 尹林子, 曹建, 丁一鹏, 曹粲. 光声池中微弱光声信号检测. 物理学报, 2013, 62(20): 204303. doi: 10.7498/aps.62.204303
    [14] 靳华伟, 胡仁志, 谢品华, 陈浩, 李治艳, 王凤阳, 王怡慧, 林川. 适用于ppb量级NO2检测的低功率蓝光二极管光声技术研究. 物理学报, 2019, 68(7): 070703. doi: 10.7498/aps.68.20182262
    [15] 李纪焕, 李宜德, 杜英磊, 吴柏枚. 光声谱研究多孔碳化硅的能带特性. 物理学报, 2003, 52(5): 1260-1263. doi: 10.7498/aps.52.1260
    [16] 方合, 王顺利, 李立群, 李培刚, 刘爱萍, 唐为华. 液相激光烧蚀合成ZnO及Zn/ZnO纳米颗粒及其光致发光性能. 物理学报, 2011, 60(9): 096102. doi: 10.7498/aps.60.096102
    [17] 王防震, 陈张海, 柏利慧, 黄少华, 沈学础. CdSe/ZnSe异质结构中Zn1-xCdxSe量子岛(点)的显微荧光光谱和显微拉曼光谱研究. 物理学报, 2006, 55(5): 2628-2632. doi: 10.7498/aps.55.2628
    [18] 李霞, 冯东海, 何红燕, 贾天卿, 单璐繁, 孙真荣, 徐至展. CdTe/CdS核壳结构量子点超快载流子动力学 . 物理学报, 2012, 61(19): 197801. doi: 10.7498/aps.61.197801
    [19] C.L.Yang, J.Wang, Z.H.Ma, I.K.Sou, WeikunGe, 卢励吾, 王占国. 分子束外延生长ZnSe自组织量子点光、电行为研究. 物理学报, 2002, 51(2): 310-314. doi: 10.7498/aps.51.310
    [20] 姜冰一, 郑建邦, 王春锋, 郝娟, 曹崇德. 基于GaAs/InAs-GaAs/ZnSe量子点太阳电池结构的优化. 物理学报, 2012, 61(13): 138801. doi: 10.7498/aps.61.138801
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-16
  • 修回日期:  2015-11-16
  • 刊出日期:  2016-02-05

ZnSe/ZnS/L-Cys核壳结构量子点光声与表面光伏特性

  • 1. 燕山大学, 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 秦皇岛 066004
  • 通信作者: 李葵英, kuiyingli@ysu.edu.cn
    基金项目: 

    河北省自然科学基金(批准号: E2013203296)和河北省教育厅科研计划重点项目基金(批准号: ZH200814)资助的课题.

摘要: ZnSe量子点光电子特性的研究对于其微观电子结构探测和应用领域的扩展具有重要的意义. 本文结合表面光伏与光声技术以及激光Raman研究了不同回流温度下制备L-半胱氨酸(L-Cys)为配体核壳结构ZnSe量子点的微结构和光声与表面光伏特性. 结果发现, 具有n-型光伏特性的ZnSe 量子点在近紫外到可见光范围内展示出优良的表面光伏性质. 尤其在波长为350550 nm范围内光子能量绝大部分用于产生表面光伏效应, 而不是用于无辐射跃迁导致的晶格热振动, 同时证实了光声与表面光伏效应之间的能量互补关系. 实验指认ZnSe量子点在300350 nm短波区域出现的光声信号和在1120, 1340和1455 cm-1高频区域出现的Raman峰与配体L-Cys 的多声子振动模式密切相关. 实验结果表明, 随着回流温度的降低, ZnSe量子点的平均粒径有减小趋势, 这在改善样品的表面效应和小尺寸效应的同时, 有利于提高核壳结构ZnSe 量子点的光伏转换效率.

English Abstract

参考文献 (51)

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