微波辅助合成：过渡金属掺杂ZnSe/ZnS核/壳量子点的白光发射研究

"本文介绍了一种利用微波辅助水溶液法合成的锰和铜共掺杂ZnSe/ZnS核/壳量子点，用于实现可调白光发射。这种量子点是通过通用的热注入方法在水溶液中制备的，研究了硒/硫比例、稳定剂、回流时间和掺杂离子浓度等因素对粒径和光致发光性能的影响。通过多种分析手段如X射线粉末衍射仪、高分辨率透射电子显微镜、紫外可见分光光度计和荧光分光光度计对其进行了表征。实验发现，这些基于ZnSe的量子点在温和条件下能发出390-585 nm范围的光，经过紫外线照射后的PL量子产率最高可达24.3%。Mn和Cu的掺杂有效抑制了ZnSe的带隙发射，并通过调整回流时间调控了发射颜色，产生了红移现象。最终，通过Cu和Mn共掺杂的ZnSe/ZnS核/壳量子点实现了白光发射，这对于开发新一代白光发光二极管（LED）具有潜在应用价值。" 这篇科研论文详细探讨了微波辅助水溶液法在合成掺杂过渡金属离子的ZnSe/ZnS核/壳量子点中的应用。其中，ZnSe/ZnS量子点是一种重要的半导体材料，因其独特的光学性质在光电器件领域备受关注。作者通过微波辐射加速反应，成功合成了锰(Mn)和铜(Cu)共掺杂的量子点，这种方法相比传统方法可能更高效且环境友好。 在合成过程中，研究人员考察了几个关键参数对量子点性能的影响。硒/硫的比例决定了ZnSe/ZnS结构的稳定性及其光学特性；稳定剂的选择和用量对量子点的尺寸控制和分散性至关重要；回流时间影响了掺杂离子的均匀分布和量子点的生长速率；而掺杂离子浓度则直接影响了量子点的能带结构和发光性质。 实验结果显示，这些量子点在可见光范围内表现出宽光谱发射，覆盖了从蓝光到黄光的范围。通过优化条件，可以实现PL量子产率的提高，达到24.3%，这表明了该材料良好的光转换效率。Mn和Cu的掺杂显著改变了ZnSe的发射特性，抑制了带隙发射，使得发射颜色可调，这是通过改变回流时间来实现的。这种颜色调控能力对于实现白光发射至关重要，因为白光发射是LED技术中实现全色域照明的关键。 最后，通过Cu和Mn共掺杂的ZnSe/ZnS核/壳量子点，研究者观察到了白光发射，这为开发高效、稳定的白光LED提供了新的可能。这种共掺杂策略为量子点的光学性质调控提供了新途径，也为未来设计新型光电器件提供了理论基础和实验依据。