臺灣博碩士論文加值系統

此論文主要是對半導體發光材料CdSe的奈米粒子分別為2.8、4.1 以及 5.6 (nm)的不同尺寸之X光近邊緣結構(X-ray absorption nearedge structure，XANES)和延伸X光吸收精細結構(X-rayabsorption fine structure，EXAFS)做數據分析。在Cd與Se的XANES的結果指出隨著粒子尺寸的縮小在Cd的K-edge吸收強度增強而Se的K-edge吸收強度減少，此結果顯示可能的Cd的5p軌域與Se的4p軌域的導電帶混成的現象隨著粒子尺寸減小而增強。在EXAFS的初步結果指出隨尺寸減小Cd的第一配位層的強度減少的比Se明顯，此結果指出隨尺寸減少Cd受到的表面效應的影響較Se為多。

We have performed x-ray absorption near edge structure (XANES) and extended x-ray absorption fine structure (EXAFS) studies on a series of CdSe nanoparticle samples with diameters of 2.8, 4.1 and 5.6 nm. Cd and Se K-edge XANES results indicate that the hybridization between Cd and Se conduction bands increases as the particle size decreases. Initial EXAFS results indicate that the decrease in the particle size affects the local structure around Cd much more than that of Se. This may also indicate that Cd prefers to take up surface sites in nanoparticles.

目錄
致謝………………………………………………………………………1
中文摘要………………………………………………………………2
英文摘要…………………………………………………………………3
目錄………………………………………………………………………4
圖表目錄…………………………………………………………………6
第一章 緒論..……………………………………………………9
1-1 何謂奈米……………………………………………………9
1-2 量子限制……………………………………………………10
1-3 量子侷限效應與表面效應原理……………………………10
第二章樣品簡介…………………………………………………13
2-1 CdSe的合成與性質…………………………………………13
2-2 CdSe的結構…………………………………………………14
第三章 X光吸收光譜的介紹……………………………………17
3-1 光譜簡介……………………………………………………17
3-2 X光吸收光譜近邊緣結構(XANES) ………………………20
3-3 延伸X光吸收光譜精細結構(EXAFS) ……………………21
3-4 數據分析……………………………………………………27
第四章 實驗設備與量測方法……………………………………33
4-1 X光光源……………………………………………………33
4-2 單色儀(monochromator) …………………………………35
4-3 光譜測量方式………………………………………………35
4-4 測量之樣品的處理與準備…………………………………38
第五章 實驗結果與討論…………………………………………40
(一) X光吸收光譜近邊結構(XANES) …………………………40
(二) X光吸收光譜延伸精細結構(EXAFS) ……………………50
第六章 結論………………………………………………………57
參考文獻…………………………………………………………59










圖表目錄
圖1-1 為不同奈米尺寸能階寬度之示意圖…………………………11
圖1-2 為不同尺寸之立體圖………………………………………12
圖2-1 為CdSe奈米粒子外為包著TOPO的量子點示意圖…………13
表2-1 CdSe的發光性質………………………………………………14
圖2-2 為CdSe光致吸收譜圖..………………………………………14
圖2-3 為不同CdSe尺寸的晶格常數…………………………………15
圖2-4 為不同CdSe尺寸的X光繞射譜圖……………………………15
圖2-5 為CdSe維鋅礦(wurtzite)結構的示意圖…………………16
圖2-6為CdSe的原始晶胞四面體示意圖……………………………16
圖3-1 物質吸收截面與能量之關係圖………………………………19
圖3-2 XANES 與 EXAFS 分界圖…………………………………22
圖3-3 光電子平均自由路徑與能量關係圖…………………………22
圖3-4 單一散射與多重散射之圖示…………………………………23
圖3-5 以雙原子分子的情況來表示吸收光譜與光電子末態波函數關
係的示意………………………………………………………24
圖3-6 出射電子受鄰近原子的背向散射，而產生干涉現象圖………26
圖3-7 X光吸收光譜之數據分析流程…………………………………27
圖3-8 選擇能量底限E0值的不同方法………………………………29
圖4-1 X光吸收光譜實驗室示意圖……………………………………34
圖4-2 穿透式…………………………………………………………35
圖4-3 X光通過物質之強度衰減，入射X光強度I0，穿過後之強度I，
物質厚度d……………………………………………………36
圖4-4 螢光式…………………………………………………………37
圖4-5 電子逸出式……………………………………………………38
圖4-6 光子吸收過程…………………………………………………39
圖5-1 為CdSe奈米粒子Cd K-edge歸一化光譜圖…………………43
圖5-2 為CdSe奈米粒子Se K-edge歸一化光譜圖…………………44
圖5-3 為對Cd K-edge選擇一適當的arctangent函數為背景……45
圖5-4 為對一系列樣品Cd K-edge扣除適當的
arctangent函數之吸收峰譜圖………………………………45
圖5-5 為對Se K-edge 扣除arctangent函數背景(上方)後再次選擇
適當的高斯函數扣除背景(下方)……………………………46
圖5-6 為對一系列樣品Se K-edge扣除適當的arctangent函數與高
斯函數之吸收峰譜圖…………………………………………47
圖5-7 為對一系列樣品Cd K-edge扣除適當arctangent函數之積分
譜圖……………………………………………………………48
圖5-8 為對一系列樣品Se K-edge扣除適當arctangent函數與高斯
函數之積分譜圖……………………………………………48
表5-1 各種元素Electronegativity(陰電性)大小的比較…………49
表5-2 未佔據態增加比例的比較表…………………………………49
圖5-9 為文獻對於表面P原子EXAFS傅立葉轉換圖………………50
圖5-10 為文獻表面Cd位置鍵結的幾何模型圖形…………………51
表5-3 為文獻對於CdSe fitting過後的參數………………………51
圖5-11 分別Cd K-edge與Se K-edge EXAFS傅立葉轉換圖…………52
表5-4 為文獻對於CdSe fitting過後的參數……………………52
圖5-12 Cd K-edge EXAFS傅立葉轉換圖及κ2c(κ)圖………………54
圖5-13 Se K-edge EXAFS傅立葉轉換圖及κc(κ)圖………………56

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