一種用于核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體量子點量子阱的探測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種無機非金屬光電子和微電子材料電子結(jié)構(gòu)的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體量子點是在S維尺度上施加量子限制，使電子體系具有類原子能級的運動 狀態(tài)，即量子點中微觀粒子的運動狀態(tài)完全量子化，且取分立的束縛電子能態(tài)，該種特殊的 結(jié)構(gòu)使得光與物質(zhì)的相互作用更加有效。核-殼結(jié)構(gòu)蹄化簡/配體納米晶屬于II/VI族半 導(dǎo)體材料，并具有梯形能帶結(jié)構(gòu)，該種獨特的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)示著該材料在光電子、微電子、W 及光學(xué)發(fā)光器件等領(lǐng)域具有更加優(yōu)異的功能特性和廣泛的應(yīng)用前景。但是，目前還沒有關(guān) 于核-殼結(jié)構(gòu)量子點量子阱深度的實驗檢測方法，尤其不能定量求得II/VI族半導(dǎo)體材料 核-殼結(jié)構(gòu)量子點量子阱的深度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡便、靈敏度高的用于核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體量 子點量子阱的探測方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0005] 1、采用的儀器是表面光電壓譜設(shè)備，將被檢測的具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納 米晶粉末放入樣品池中，在室溫25°C和大氣環(huán)境101. 3Wa下進行檢測，上述被檢測的具有 核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末的表面光電壓譜是W入射光波長為橫坐標(biāo)，在不同波 長下的被檢測的具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末表面光伏響應(yīng)強度為縱坐標(biāo)繪制 而成；入射光的波長范圍是300nm-800皿；
[0006] 2、被檢測的具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末表面光電壓譜中出現(xiàn)S個波 峰和兩個波谷，S個峰的位置分別用1、2、3標(biāo)出，兩個波谷的位置分別用QWi和QW2標(biāo)出；
[0007] 3、上述被檢測的具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末表面光電壓譜中的兩個 波谷QWi和QW2對應(yīng)的能量分別用EYi(i = 1或2,下角標(biāo)V代表波谷）表示；每個波谷靠近 長波一側(cè)最近的表面光伏響應(yīng)峰的光電闊值（即該表面光伏響應(yīng)峰在橫坐標(biāo)的最大外切） 用E&PWPV表示，i = 1或2,下角標(biāo)P代表表面光伏響應(yīng)峰；上述兩個能量的差值用A E ?表 示，下角標(biāo)W代表量子阱，即
[000引AE?=EM-Eg,w,spv (1)
[0009] 式（1)中下角標(biāo)W、v、p和i分別代表阱、谷、表面光伏響應(yīng)峰及其的標(biāo)號；A 6?被 稱為量子阱的深度；因此，（1)式即為利用表面光電壓譜計算量子點量子阱深的計算公式。
[0010] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0011] 1、與可間接檢測量子點量子限闊能（與量子阱深在同一數(shù)量級）的紫外-可見吸 收光譜對比，后者由于核-殼結(jié)構(gòu)的限制而檢測不到一些量子點的量子限闊能。
[0012]2、檢測方法簡便，靈敏度高，能夠利用表面光伏技術(shù)直接定量求得II/VI族半導(dǎo) 體材料核-殼結(jié)構(gòu)量子點量子阱的深度。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明實施例樣品在紫外-近紅外光照條件下核殼結(jié)構(gòu)圖，圖中1-核蹄化 簡（CdTe) ;2-殼層硫化簡（CdS) ;3-外層配體（MPA，M，TGA，或TG);
[0014] 圖2是本發(fā)明實施例四種樣品（MPA-r，M-r，TGA-r，和TG-r)的表面光電壓譜圖；
[0015] 圖3是本發(fā)明實施例樣品的量子點在紫外-近紅外光照條件下，階梯式能帶結(jié)構(gòu) 和量子阱深度AE"圖；
[0016] 圖4是本發(fā)明實施例四種樣品（MPA-r，M-r，TGA-r和TG-r)紫外-可見吸收光譜 圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述：
[001引取具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末的4種樣品；MPA-r、M-r、TGA-r和 TG-r)，如圖1所示，在紫外-近紅外光照條件下看核殼的結(jié)構(gòu)為核蹄化簡（CdTe) 1、殼層 硫化簡（CdS) 2和外層配體3,制備上述4種樣品所用配體分別為琉基丙酸（MPA)、k半光 胺（MA)、琉基己酸（TGA)和1-硫代甘油（TG)，將上述4種被檢測的具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/ 配體的納米晶粉末放入樣品池中，采用的儀器是表面光電壓譜（Surface Photovoltaic Spectroscopy, SPV spectroscopy)設(shè)備，在室溫（25°C )和大氣環(huán)境（101. 3KPa)下進行 檢測。樣品的表面光電壓譜是W入射光波長為橫坐標(biāo)，在不同波長下的樣品表面光伏響應(yīng) 強度為縱坐標(biāo)繪制而成。入射光的波長范圍是300nm-800皿。如圖2所示，圖中（a)、化）、 (C)、和（d)為四種樣品的表面光電壓譜，四種樣品的表面光電壓譜的一個共同特點海個 樣品表面光電壓譜中均出現(xiàn)=個波峰和兩個波谷，=個峰的位置分別用1、2、3標(biāo)出，兩個 波谷的位置分別用QWi和QW2標(biāo)出。
[0019] 上述四個樣品表面光電壓譜中的兩個波谷QWi和QW2對應(yīng)的能量分別用Eyi(i = 1 或2,下角標(biāo)V代表波谷）表示；每個波谷靠近長波一側(cè)最近的表面光伏響應(yīng)峰的光電闊值 (即該表面光伏響應(yīng)峰在橫坐標(biāo)的最大外切）用E&pi,spva = 1或2,下角標(biāo)P代表表面光 伏響應(yīng)峰）表示。上述兩個能量的差值用A E? (下角標(biāo)W代表量子阱）表示，即
[0020]AE"=Evi-E,pi,sPv (1)
[002U 式（1)中下角標(biāo)W、V、P和i分別代表阱、谷、表面光伏響應(yīng)峰及其的標(biāo)號。正如 圖3階梯式能帶中所標(biāo)出的，AE?被稱為量子阱的深度。因此，（1)式即為利用表面光電 壓譜計算量子點量子阱深的計算公式。
[002引表1分別列出上述四種樣品相應(yīng)的表面光電壓數(shù)據(jù)Eyi和Eg,pi,spv值，W及利用（1) 式計算得到的A6?值。表1還列出樣品紫外-可見吸收光譜（如圖4所示）的有關(guān)數(shù)據(jù)。 表中Dw-vis/皿是通過紫外-可見吸收光譜得到樣品的粒徑大小取,xi,uv-vis和Eg,w,uv-vis分 別是樣品與上述兩個光電闊值對應(yīng)的光學(xué)帶隙，樣品M-r帶有上角標(biāo)a的光學(xué)帶隙數(shù)值如 圖4化）中插圖所示；W及由相關(guān)數(shù)據(jù)計算得到的量子限闊能和AEg,w。對比表1 中數(shù)據(jù)表明，樣品的量子阱深A(yù)E"與相應(yīng)的量子限闊能AE&數(shù)值非常接近。
[002引表1.樣品表面光電壓譜（SP巧和紫外-可見扣V-VI巧吸收光譜相關(guān)數(shù)據(jù) [0024]
【主權(quán)項】
1. 一種用于核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體量子點量子阱的探測方法，其特征在于：它的具體 實施步驟如下： (1) 采用的儀器是表面光電壓譜設(shè)備，將被檢測的具有核_殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米 晶粉末放入樣品池中，在室溫25°C和大氣環(huán)境101. 3KPa下進行檢測，上述被檢測的具有 核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末的表面光電壓譜是以入射光波長為橫坐標(biāo)，在不同波 長下的被檢測的具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末表面光伏響應(yīng)強度為縱坐標(biāo)繪制 而成；入射光的波長范圍是300nm-800nm; (2) 被檢測的具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末表面光電壓譜中出現(xiàn)三個波峰 和兩個波谷，三個峰的位置分別用1、2、3標(biāo)出，兩個波谷的位置分別用QWdPQW2標(biāo)出； (3) 上述被檢測的具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末表面光電壓譜中的兩個波 谷QWjPQW2對應(yīng)的能量分別用Evi(i= 1或2，下角標(biāo)V代表波谷）表示；每個波谷靠近 長波一側(cè)最近的表面光伏響應(yīng)峰的光電閾值（即該表面光伏響應(yīng)峰在橫坐標(biāo)的最大外切） 用E&Pi，SPV表示，i= 1或2,下角標(biāo)p代表表面光伏響應(yīng)峰；上述兩個能量的差值用厶￡"表 示，下角標(biāo)w代表量子阱，即 ^ Effi一E vi_Eg；pi；SPV (1) 式（1)中下角#w、v、p和i分別代表講、谷、表面光伏響應(yīng)峰及其的標(biāo)號；AEwi被稱為 量子阱的深度；因此，（1)式即為利用表面光電壓譜計算量子點量子阱深的計算公式。
【專利摘要】一種用于核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體量子點量子阱的探測方法，它主要采用的儀器是表面光電壓譜設(shè)備，檢測具有核-殼結(jié)構(gòu)CdTe/配體的納米晶粉末的表面光電壓譜，表面光電壓譜中出現(xiàn)三個波峰和兩個波谷，通過兩個波谷對應(yīng)的能量相關(guān)數(shù)據(jù)計算得到在核殼結(jié)構(gòu)量子點類異質(zhì)結(jié)中量子阱的深度。本發(fā)明方法簡單、易于操作、靈敏度高，能夠利用表面光伏技術(shù)直接定量求得II/VI族半導(dǎo)體材料核-殼結(jié)構(gòu)量子點量子阱的深度。
【IPC分類】H01L31/18
【公開號】CN104916741
【申請?zhí)枴緾N201510283924
【發(fā)明人】李葵英
【申請人】燕山大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月29日