为了解决现有的基于量子点荧光共振能量转移体系的生物毒性问题, 选用无毒的ZnS∶Cu量子点与罗丹明B构建新型荧光共振能量转移体系。通过共沉淀法成功制备了形貌均一的ZnS∶Cu纳米晶量子点。在此基础上, 测试了不同掺杂浓度的ZnS∶Cu量子点及罗丹明B的荧光光谱。然后, 通过对ZnS∶Cu量子点的表面修饰构建了以ZnS∶Cu量子点为供体、罗丹明B为受体的荧光共振能量转移体系。实验结果表明: ZnS∶2%Cu量子点的发光光谱与罗丹明B的吸收光谱在481 nm处有较大重合, 说明构建荧光共振能量转移的最佳铜掺杂摩尔分数为2%。通过计算发现以ZnS∶2%Cu量子点为供体、罗丹明B为受体的荧光共振能量转移体系的能量转移效率为25.8%。进一步实验结果表明, 罗丹明B浓度也能够影响能量转移。

本文采用水相合成方法制备了ZnS∶Cu量子点并进行了ZnS壳层修饰, 研究了壳层厚度对ZnS∶Cu量子点光学性质的影响, 采用TEM、XRD、PL、PLE和UV-Vis等测试方法对其进行了表征。实验结果表明, 合成的ZnS∶Cu/ZnS量子点为立方闪锌矿, 尺寸分布均匀呈球形, 分散性良好, 经过壳层修饰平均粒径由2 nm增加到3.2 nm。随着ZnS壳与ZnS核量的比的增加, 量子点的PLE激发峰位置和UV-Vis吸收谱线出现红移, 也说明了量子点的尺寸增大, 证明ZnS在ZnS∶Cu量子点的表面生长, 形成了核壳结构的ZnS∶Cu/ZnS量子点。随着壳层增厚, 量子点与铜离子发光中心相关的发射峰强度先增大后减小, 当壳核比ns/nc=2.5时, 发光强度达到最大。

报道了水热法(200 ℃)直接合成的ZnS∶Cu,Al纳米晶及其发光特性。 ZnS∶Cu,Al纳米晶粒径约15 nm, 尺寸分布窄, 分散性好, 具有纯立方相的类球形结构。 借助X射线能谱法(EDX)和原子吸收光谱仪, 研究了样品中S, Zn和Cu的含量并详细研究了光致发光(PL)光谱的特性。 结果证明存在大量Zn空缺, Cu离子经过水热处理后已掺入到ZnS基体中。 PL光谱特性为: 样品的激发谱为宽带谱, 337 nm激发时样品发出很强的绿光, 370～420 nm之间任意波长激发时, 发射谱均为宽带谱, 且它们基本重合。 表明此材料作为近紫外(370～410 nm)发光二极管((n)-UV(370～410 nm)LED)用荧光粉及全色荧光粉具有很大的应用潜力。 样品在375 nm激发下全色宽带发射谱是460, 510和576 nm带光谱的高斯叠加。 当Cu/Zn, Cu/Al和S/Zn分别为3×10－4, 2和3.0时, 于室内照明条件下肉眼可观察到白色发光。