1. 研究目的与意义
纳米技术是指研究（或使用）尺寸处于1至100 nm范围内的材料的性质（作为应用对象）。本质上，纳米技术是指一种可以在分子水平上，以原子为单位制备某些全新分子形态的手段，即在原子或分子水平上操纵物质；纳米技术的目标是通过在原子、分子水平上控制物质的结构来发现一些新的特性，并学会有效地合成一些纳米结构来构造具有特定功能的产品。不同于过去的那些技术，纳米技术发展的首要因素是纳米材料制备方法的进步。这些纳米材料表现出许多新颖的性质，使其在生物医学、显示照明、新能源、存储等多个国际前沿热点研究领域具有应用潜力。在这些应用研究中，对光生激子的产生和复合过程的理解是非常重要的，研究方法包括物理学、生物学、化学和电子学等方法，其中光学方法以其简便准确的特点得到广泛的关注。
表面效应是指量子点的粒径越小，表面势能越高，表面原子占总体原子的比例越大。以CdSe量子点为例，当颗粒直径为10 nm时，表面原子所占比例为~10%；当颗粒直径为5 nm时，表面原子所占比例增加为~22%；当颗粒直径小于2 nm时，表面原子所占比例超过~55%。量子点的表面存在的大量活性原子和表面悬挂键很容易导致表面态的形成，这会严重影响到它的荧光效率和发光动力过程。虽然使用有机表面钝化可以改善表面性质，提高发光效率，但这种软钝化的纳米晶体的稳定比较差。为了将纳米晶体和周围环境进行有效分隔，通常还会选择在量子点表面生长几层无机钝化层。
然而，即使在核壳结构量子点体系中，量子点配体的无机-有机界面通常也会受到欠配位表面原子和粒子聚集的钝化不足的影响，这是由于有机配体在不同的存储和应用环境下从量子点部分解吸的结果。在这种情况下，它很容易导致大量表面缺陷，这些缺陷可能作为激子的表面陷阱态，从而导致光学性质的恶化（例如低光致发光量子产率（PL QY）、PL闪烁和陷阱诱导的俄歇过程）。此外，长绝缘配体将极大地阻止电荷注入并限制材料的电荷输运性质，这不利于提高QD发光器件的发射效率和稳定性。到目前为止，量子点表面光学性质的改善仍然是胶体量子点领域的一个长期悬而未决的问题，这是实现基于量子点的高性能光伏和光电子器件的最关键因素之一。无机溶胶配体的应用研究有利于解决上述有机配体存在的问题。因此，本课题研究氧化锌溶胶修饰的全无机CdSe/CdS@ZnO量子点的制备及其光学性能。
2. 研究内容和问题
（1）通过查阅文献，调研氧化锌溶胶的制备方法及其研究现状，采用有效的合成方法制备氧化锌溶胶；制备氧化锌修饰的全无机量子点纳米材料，并通过基本光学表征手段对其光学性质进行研究，探索全无机纳米材料在发光器件领域的应用潜力。
（2）通过该研究提升学生文献检索及查阅能力，基于实验结果分析物理机理的能力以及促进学生了解半导体光电器件应用现状及发展前景。
预计解决的难题：
3. 设计方案和技术路线
（1）查阅文献资料，了解半导体量子点的基本光学性质及其发光机理；
（2）根据文献总结量子点光学性质研究方法以及量子点在光电器件领域应用的研究现状；
（3）根据测量的实验结果分析无机氧化锌溶胶配体对量子点光学性质产生影响的物理机理。
4. 研究的条件和基础
本课题的指导者一直从事厚壳层Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米晶体光电性质的研究，包括厚壳层CdSe/CdS量子点和CdSe/CdS纳米片的胶体合成、多激子动力学、光增益性能、发光器件制备及其发射性能研究，逐步完善了纳米材料制备平台。光电信息科学与工程专业的学生熟悉物理光学的相关理论知识，已掌握半导体材料中的激子复合发光原理；学校图书馆拥有丰富的图书资料和大量的数据库资源，可供本课题文献资料检索查阅；同时南通大学分析测试中心面向全校开放，拥有SEM、TEM和XRD等仪器设备。因此我们已具备本课题的基础实验条件。
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