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第8卷 第4期2015年8月 中国光学 Chinese Optics Vol.8 No.4Aug.2015 收稿日期:2015⁃02⁃13;修订日期:2015⁃03⁃17 基金项目:科技部国际合作资助项目(No.2014DRR10420)文章编号 2095⁃1531(2015)04⁃0615⁃06高温高压制备Cr2+∶ZnSe 单晶及其光学性质王云鹏,王 飞,赵东旭∗(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室,吉林长春130033)摘要:为了得到高质量、大尺寸Cr 2+∶ZnSe 中红外激光晶体,以适应高功率全固态中红外激光器的发展要求,在高温高压下全石墨腔内运用布里奇曼晶体生长方法,生长出了高质量Ф30×120mm Cr 2+∶ZnSe 单晶。
采用X 射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外稳态吸收及荧光光谱等测试方法对晶体的结构及光谱特性进行了表征,并探讨了Cr 2+∶ZnSe 晶体中Cr 2+的能级结构及跃迁机理。
结果表明:所生长的Cr 2+∶ZnSe 单晶结构均匀,性质稳定,1.97μm 激发的荧光光谱覆盖1.9~3μm 范围,可用于获得2~3μm 全固态中红外激光。
关 键 词:Cr 2+∶ZnSe 单晶;布里奇曼方法;红外吸收;红外荧光;全固态中红外激光器中图分类号:O782.2 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20150804.0615Optical properties of Cr 2+∶ZnSe single crystal grown under high temperature and high pressureWANG Yun⁃peng,WANG Fei,ZHAO Dong⁃xu ∗(State Key Laboratory of Luminescence and Applications ,Changchun Institute of Optics ,Fine Mechanics ,and Physics ,Chinese Academy of Sciences ,Changchun 130033,China )∗Corresponding author ,E⁃mail∶zhaodx@ Abstract :In order to obtain single crystal with brilliant quality and large size to accommodate the requirementof high⁃power solid state Mid⁃IR laser,the Cr 2+∶ZnSe single crystal is grown in the all⁃graphite cavity with the surrounding of super⁃high pressure and temperature by the method of Bridgeman.By means of the X⁃ray Dif⁃fraction(XRD),Transmission Electron Microscope(TEM),absorption and fluorescence spectra,the struc⁃ture,optical properties of the crystal are investigated.Meanwhile,energy level structure and transition mecha⁃nism of Cr 2+in the Cr 2+∶ZnSe crystal are also studied.Experiment results show that the as⁃grown Cr 2+∶ZnSe crystal with well⁃distributed structure and stable physical properties has much wider spectral range of 1.9-3.0μm range under the pumping source of 1.97μm laser.It is applicable to obtain a mid⁃IR laser at the range of 2-3μm.Key words :Cr 2+∶ZnSe single crystal;Bridgeman method;infrared absorption;infrared fluorescence;all solidstate mid⁃IR laser1 引 言 中红外(2~5μm)波段激光是大气透过窗口,在光通信[1]、污染气体及工业燃烧产物的检测等方面具有重要的应用前景。
znse量子点制备方法量子点作为一种新型纳米材料，具有独特的光学和电学性质，被广泛应用于显示器、照明、生物标记等领域。
ZnSe（硫化锌）量子点是其中的一种重要类型。
本文将详细介绍ZnSe量子点的制备方法。
一、溶液法溶液法是制备ZnSe量子点的一种常见方法。
具体步骤如下：1.选择合适的溶剂，如甲苯、正己烷等，并加入一定量的锌源和硒源，如醋酸锌和硒粉。
2.将反应体系加热至一定温度，通常在200℃左右，以促进锌源和硒源的化学反应。
3.反应过程中，锌源和硒源会生成ZnSe量子点，通过控制反应时间和温度，可以得到不同尺寸的量子点。
4.反应完成后，通过离心、洗涤等步骤，将ZnSe量子点从溶液中分离出来。
5.最后，将分离出的ZnSe量子点进行干燥处理，得到纯净的ZnSe量子点粉末。
二、溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是另一种制备ZnSe量子点的方法。
具体步骤如下：1.选择适当的溶剂，如乙醇、丙酮等，并加入锌源（如醋酸锌）和硒源（如硒粉）。
2.在室温下搅拌，使锌源和硒源充分混合。
3.将混合溶液加热至一定温度，使溶胶逐渐转变为凝胶。
4.在凝胶形成过程中，ZnSe量子点逐渐生成。
5.通过后续的热处理、洗涤、干燥等步骤，得到纯净的ZnSe量子点。
三、化学气相沉积法化学气相沉积（CVD）法是一种高效的ZnSe量子点制备方法。
具体步骤如下：1.选择合适的锌源和硒源，如锌有机化合物和硒有机化合物。
2.在CVD反应炉中，将锌源和硒源蒸发，并通过气流输送到反应室。
3.在反应室内，锌源和硒源发生化学反应，生成ZnSe量子点。
4.通过控制反应温度、压力和气体流速等参数，可以调控ZnSe量子点的尺寸和形貌。
5.最后，将生成的ZnSe量子点从反应室中收集出来。
总结：以上介绍了三种常见的ZnSe量子点制备方法，包括溶液法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法。
各种方法各有优缺点，可根据实际需求和实验条件选择合适的方法。
znse量子点随着科技的发展，znse量子点在光电子学领域中得到了广泛的应用。
本文将介绍znse量子点的基本概念、制备方法、性质和应用，并探讨其在光电子学领域中的前景。
1. znse量子点的基本概念znse量子点是一种由锌硫化物和硒化物组成的纳米材料，具有极小的尺寸和特殊的电子结构。
它们在三维空间中被限制成一个二维或零维的结构，表现出与宏观材料截然不同的性质。
这种量子限制效应使得znse量子点在光电子学中具有独特的应用潜力。
2. znse量子点的制备方法目前制备znse量子点的方法有多种，其中包括热分解法、微乳液法、溶剂热法等。
热分解法是最常用的制备方法之一，通过在高温下将金属前体与硫化物或硒化物前体进行反应，可以得到具有较高荧光量子产率和尺寸分布的znse量子点。
3. znse量子点的性质znse量子点具有许多独特的物理和化学性质。
首先，它们的能带结构可以通过控制其尺寸来调节。
较小的znse量子点具有更高的能隙，因此能够发射更短波长的光。
其次，znse量子点还表现出优异的发光性能，可以发射出可见光范围内的各种颜色。
此外，znse量子点还具有较高的量子产率和较长的寿命，使其在光电子学中具有重要的应用价值。
4. znse量子点的应用由于其优异的性质，znse量子点在光电子学领域中有广泛的应用。
首先，它们可以用于LED背光源、显示器件和光电转换器件等光源的研发。
其次，znse量子点还可用作生物探针和药物载体，用于生物成像和治疗。
此外，由于其较高的荧光产率和较长的寿命，znse量子点还可用于传感器和太阳能电池等领域。
5. znse量子点的前景随着光电子学技术的不断发展，znse量子点在光电子学领域中的应用前景非常广阔。
研究人员正在不断改进制备方法，提高量子产率和寿命，并进一步探索其在光电子学中的应用。
相信在不久的将来，znse 量子点将在LED照明、生物医学和能源领域等方面发挥重要的作用，并为人们的生活带来更多的便利和创新。
ZnSe晶体生长技术的发展现状本文简述了ZnSe晶体的溶液生长法、熔体生长法、气相输运法等制备方法以及ZnSe晶体研究现状和发展趋势，分析了这些制备方法的优缺点并详述了ZnSe晶体的生长过程和工艺参數的设置，对获得高质量的ZnSe晶体具有十分重要的指导意义。
标签：ZnSe晶体；熔体生长法；气相输运法1 引言ZnSe具有较高的发光效率以及较低的吸收系数，是一种很好的发光材料。
它具有直接跃迁型能带结构，在室温下其禁带宽度为2.67eV，当温度降至4.2K 时其禁带宽度可达2.828eV。
透光范围随温度变化较小，一般在0.5μm～22μm范围内。
近年来，广泛应用于蓝光半导体激光器件、非线性光热器件和红外器件等领域[1-3]。
因此。
制备高性能ZnSe晶体成为目前一项主要研究任务。
近些年来，制备ZnSe晶体的方法有很多种，如Bridgman法、区熔法、水热法、化学气相输运法（CVT）、物理气相输运法（PVT ）。
国内外专家学者不断改进这些方法和工艺，努力制备出高质量的ZnSe晶体。
2 ZnSe晶体的制备方法2.1 溶液生长法从溶液中生长晶体的主要方法是水热法，其又称为高温溶液法，其中包括温差法、降温法、升温法及等温法。
目前主要采用温差水热结晶，依靠容器内的溶液维持温差对流形成饱和状态[4，5]。
2.2 熔体生长法ZnSe是淡黄色的面心立方闪锌矿型结构。
常压下1000℃左右升华，约在9.8MPa高压的惰性保护气氛下熔点为1515℃。
由于其在常压下升华，只有在高压高温条件下才能得到ZnSe熔体，其一般通过使用电阻加热方式获得高温。
主要包括布里奇曼法和区熔生长。
（1）布里奇曼法该法是一种常用的晶体生长方法。
首先将用于晶体生长用的材料装在圆柱型的坩埚中，然后缓慢地下降，并通过一个具有一定温度梯度的加热炉，炉温控制在略高于材料的熔点附近。
（2）区熔生长区熔法又称Fz法，即悬浮区熔法。
区熔法是利用热能在半导体棒料的一端产生一熔区，再熔接晶体籽晶。
中红外波段的ZnSe晶体制备及性能研究的开题报告一、选题背景及意义：中红外波段是指波长在2.5 ~ 25 μm之间的红外辐射波段，具有广泛的应用场景，如化学分析、生物医学、环境检测、信息传输等领域。
ZnSe晶体具有高的透过率和折射率，是一种重要的中红外光学材料，已被广泛应用于中红外激光器、光学元件和光学传感器等领域。
因此，对中红外波段的ZnSe晶体进行制备及性能研究，对于进一步推动中红外技术的发展和应用有重要的意义。
二、研究目标：本课题旨在探究中红外波段的ZnSe晶体制备方法及其光学性能，包括：1.采用物理气相沉积（PVD）技术制备高质量的ZnSe晶体；2.对制备的ZnSe晶体进行结构、光学和热学性质的表征；3.研究ZnSe晶体在中红外波段的光学特性，探究其在光学器件中的应用前景。
三、研究内容：1.对不同材料的制备方法进行分析和比较，确定采用物理气相沉积（PVD）技术制备ZnSe晶体；2.利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、拉曼光谱（Raman）等方法对ZnSe晶体样品进行结构、形貌和晶格常数等表征；3.利用紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱、透射光谱、激光拉曼光谱、等温热解吸（TG）和差示扫描量热（DSC）等技术对ZnSe晶体的光学和热学性质进行分析；4.利用傅里叶红外光谱（FTIR）、聚焦光学及能量分析（FEA）、微型金属构造（MEMS）等技术测量和分析制备的ZnSe晶体在中红外波段的光学特性。
四、研究意义：本研究将探究物理气相沉积（PVD）技术制备ZnSe晶体的最佳工艺条件和性能特点，为中红外激光器、光学传感器和精密光学器件等领域的应用提供技术支持。
同时，该研究还将对中红外波段的光学传输和信息处理等技术的发展起到积极的推动作用。
ZnSe薄膜的电沉积法制备及其性能表征的开题报告
一、选题背景
薄膜材料是现代科学技术的基石，它们在微电子、能源材料、光电
材料、生命科学等领域都有广泛的应用。
在众多薄膜材料中，ZnSe材料
因其具有优良的光学、电学和机械性能，得到了广泛的关注和研究。
目前，ZnSe薄膜的制备方法有热蒸发法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、溅射沉积法等。
但这些方法都存在一些问题，例如工艺复杂、设备
昂贵、制备成本高等。
因此，寻找一种简单、经济、有效的ZnSe薄膜制备方法具有重要的研究意义。
二、研究目的
本研究旨在通过电沉积法制备高质量的ZnSe薄膜，并对其进行表征，探究其光学、电学和机械性能特点，为其在光电、能源等领域的应用提
供理论基础。
三、研究内容和方法
本研究将采用电沉积法制备ZnSe薄膜，对其沉积温度、沉积时间、电化学溶液成分等参数进行优化，以获得具有高质量和较好性能的薄膜。
紧接着，将对ZnSe薄膜的物理性质进行测试和表征，包括X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱、荧光光谱等手段。
通过这些手段可以得到ZnSe薄膜的物理结构、电学性质以及光学特性的信息。
最后，还会测试薄膜的力学性能，如硬度、压痕等，探究其
在机械应用中的具体优势。
四、研究意义
本研究可以为ZnSe薄膜制备提供一种简单、高效、经济的方法，具有实际应用的价值。
同时，研究还可以为ZnSe材料的应用提供理论基础和指导，为其在微电子、光电、能源等领域的应用开辟新的研究方向。
北京化工大学硕士学位论文InP与ZnSe基荧光量子点的合成及其在指纹显现中的应用姓名：***申请学位级别：硕士专业：化学工程与技术指导教师：***20110523摘要ＩｎＰ与ＺｎＳｅ基荧光量子点的合成及其在指纹显现中的应用摘要半导体量子点一般指是由ＩＩ．Ⅵ族和ＩＩＩ．Ｖ族等元素组成，粒径为２～ｌＯｎｍ的零维纳米材料。
由于其具有强的量子尺寸效应，在电子，光学和表面可修饰性方面显示出优越的性质，在光电转换、半导体器件及生物标记等领域，显示出极大的研究和应用价值。
量子点作为一种新型的荧光材料，与传统的有机荧光染料相比，具有宽的激发光谱，窄而对称的发射光谱、高的荧光量子产率、荧光寿命长、光稳定性好等优点。
半导体量子点的制备方法主要包括有机相合成、微乳液合成和水相合成等。
由于有机相和微乳液合成等方法合成量子点条件苛刻，原料成本高，毒性大，限制了该方法的实际应用。
采用简单的水相合成的量子点具有很好的生物相容性，可以直接应用于生物标记。
对于ＩＩ．Ⅵ族的Ｃｄ系列量子点的研究目前已经比较成熟，但由于重金属Ｃｄ的毒性，限制了其作为生物标记材料的研究和应用。
在本论文中，我们通过紫外光照和相转移方法合成了水溶性的ＩｎＰ／ＺｎＳ复合结构量子点及系列ＺｎＳｅ基荧光量子点，这些量子点低毒或无毒，作为“绿色”荧光量子点，在生物标记领域具有更广阔的应用前景。
同时我们对不同量子点的制备工艺、结构和荧光性能进行了系统的研究，并考察了其对各种客体指纹显现效果的影响。
实验研究结果如下：１、分别采用溶剂热法和化学法合成了ＩｎＰ量子点，其中溶剂热Ｔ北京化．Ｔ大学硕．１：学位论文合成中，以甲苯为溶剂，十二烷胺（ＤＤＡ）为包覆剂，通过改变溶剂热合成温度（１５０。
Ｃ、１６５。
Ｃ、１８０。
Ｃ），可以得到颗粒尺寸为３—４ｎｍ的ＩｎＰ量子点，经巯基乙酸修饰后得到水溶性ＩｎＰ／ＺｎＳ量子点。
不同温度合成ＩｎＰ后包覆的ＩｎＰ／ＺｎＳ量子点的荧光最佳发射波长分别为４３８ｎｍ，５０８ｎｍ和５７５ｎｍ。
