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系統識別號 U0002-1401201317465900
中文論文名稱 以X光吸收光譜探討胺包覆硒化鎘奈米粒子的電子結構
英文論文名稱 Electronic structure of amine capped CdSe nanoparticles studied by X-ray absorption spectroscopy
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 物理學系碩士班
系所名稱(英) Department of Physics
學年度 101
學期 1
出版年 102
研究生中文姓名 溫人俊
研究生英文姓名 Jen-Chun Wen
學號 697210523
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2013-01-07
論文頁數 64頁
口試委員 指導教授-張經霖
委員-錢凡之
委員-陳洋元
委員-張經霖
中文關鍵字 硒化鎘  奈米粒子   
英文關鍵字 XANES  EXAFS  CdSe  amine 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要 此論文主要是對胺(amine)包覆的硒化鎘(CdSe)奈米粒子之X光近邊緣結構(X-ray absorption near edge structure,XANES)和延伸X光吸收精細結構(X-ray absorption fine structure,EXAFS)還有磁性(Magnetism)做數據分析。XANES的結果指出隨著奈米粒子尺寸縮小,Cd的K-edge吸收強度減弱而Cd的L3-edge主吸收峰吸收強度增強,此結果顯示Cd的4d軌域與Cd的5p軌域有混成的現象且隨著粒子尺寸減小而增強,且胺的氮原子只與Cd鍵結,顯示Cd和氮原子間有電子轉移。在EXAFS的結果顯示隨尺寸減小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。磁性的結果指出隨著粒子尺寸縮小,磁性會增強,磁性的來源歸因於Cd和胺的氮原子之間電子轉移產生的4d
d-hole。
英文摘要 We have performed x-ray absorption near edge structure
(XANES),extended x-ray absorption fine structure (EXAFS) and magnetism studies on a series of amine capped CdSe nanoparticle samples with diameters of 2.5, 3.4, 4.3 and 5.2 nm. XANES results indicate that the hybridization between Cd 4d orbital and Cd 5p orbital increases as the particle size decreases, and nitrogen in amine only bonding with Cd ,that indicate charge transfer between Cd 4d state and nitrogen in amine. EXAFS results indicate that the decrease in the particle size affects the local structure around Cd much more than that of Se. These results also indicate that Cd prefers to take up surface sites in nanoparticles. Magnetism results indicate that ferromagnetism increase as particle size decreases, and magnetic source due to the d-hole of charge transfer between Cd 4d state and nitrogen in amine.
論文目次 致謝.....................................................Ⅰ
中文摘要.................................................Ⅱ
英文摘要.................................................Ⅲ
目錄.....................................................Ⅳ
圖表目錄.................................................Ⅵ
第一章 緒論
1-1 何謂奈米.......................................1
1-2 量子侷限效應...................................3
1-3 表面效應.......................................4
第二章 樣品簡介..........................................7
2-1 CdSe的合成與性質...............................7
2-2 CdSe的結構.....................................8
第三章 X光吸收光譜的介紹................................12
3-1 光譜簡介......................................12
3-2 X光吸收光譜近邊緣結構(XANES)..................16
3-3 延伸X光吸收光譜精細結構(EXAFS)................17
3-4數據分析.......................................22
第四章 實驗設備與量測方法...............................28
4-1 X光光源.......................................28
4-2單色儀.........................................30
4-3光譜測量方式...................................31
4-4測量之樣品的處理與準備.........................33
第五章 實驗結果與討論...................................35
5-1 X光吸收光譜近邊緣結構(XANES)..................35
5-2 X光吸收光譜延伸精細結構 (EXAFS)...............45
5-3 胺包覆CdSe奈米粒子的鐵磁性....................55
第六章 結論.............................................60
參考文獻.................................................62

表1-1 各種奈米物質的型態.............................2
圖1-1 不同維度的能帶結構...................................5
圖1-2 不同奈米尺寸能隙的示意圖..............................5
圖1-3 不同尺寸量子點的光性質...............................6
圖1-4表面原子數的比例和粒徑關係圖...........................6
圖2-1 為在TEM底下觀察到CdSe奈米粒子分布的情況................7
圖2-2 CdSe光致吸收光譜...................................8
圖2-3 為CdSe維鋅礦(wurtzite)結構的示意圖..................10
圖2-4為CdSe的原始晶胞四面體示意圖..........................10
圖2-5 為不同CdSe尺寸的晶格常數.............................11
圖2-6 為不同CdSe尺寸的X光繞射譜圖..........................11
圖3-1 物質吸收截面與能量之關係圖............................14
圖3-2 XANES與EXAFS分界圖................................15
圖3-3 光電子平均自由路徑與能量關係圖........................19
圖3-4 單一散射與多重散射之圖示.............................19
圖3-5 以雙原子分子的情況來表示.............................20
圖3-6 出射電子受鄰近原子的背向散射,而產生干涉現象.............21
圖3-7 X光吸收光譜之數據分析流程............................22
圖3-8 選擇能量底限E0值的不同方法...........................24
圖4-1 X光吸收光譜實驗室示意圖..............................30
圖4-2 穿透式............................................31
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
dx..............................................31
圖4-4 螢光式............................................32
圖4-5 電子逸出式.........................................33
圖4-6 光子吸收過程.......................................34
圖5-1 TOPO包覆CdSe奈米粒子的Cd K-edge XANES譜圖...........39
圖5-2 amine包覆CdSe奈米粒子的Cd K-edge光譜圖...............40
圖5-3 amine包覆CdSe奈米粒子的Se K-edge光譜圖...............41
圖5-4 amine包覆CdSe奈米粒子的Cd L3-edge光譜圖.............42
圖5-5 為文獻CdSe奈米粒子Cd L3-edge近邊吸收光譜.............43
圖5-6 為文獻CdSe奈米粒子Cd L3-edge吸收譜和態密度計算.........43
圖5-7 外層包覆化合物的CdSe奈米粒子結構......................44
圖5-8 胺包覆硒化鎘奈米粒子的結構示意圖.......................44
圖5-9為文獻對於表面Cd原子EXAFS傅立葉轉換圖..................46
表5-1為文獻對Cd k-edge fitting過後的參數..................46
圖5-10為文獻的Se K-edge EXAFS傅立葉轉換圖..................47
圖5-11分別為Se K-edge和Cd K-edge EXAFS傅立葉轉換圖.........48
表5-2為文獻對CdSe fitting過後的參數.......................48
圖5-12 Cd K-edge EXAFS傅立葉轉換圖.......................53
圖5-13 Cd K-edge κ2χ (κ)圖.............................53
圖5-14 Se K-edge EXAFS傅立葉轉換圖.......................54
圖5-15 Se K-edge κ2χ (κ)圖.............................54
圖5-16 TOPO包覆CdSe奈米粒子的(a)M-H與(b)Ms、Mr和Hc.........58
圖5-17 amine包覆的CdSe奈米粒子的M-H.......................59
表5-3不同包覆物的CdSe奈米粒子鐵磁性大小比較..................59


參考文獻 [1] 馮榮豐、陳錫添編著, 奈米工程概論, 全華科技圖書股份有限公
司 (2003).
[2] 奈米材料技術與奈米元件應用 ,財團法人自強工業科學基金會
,91年10月.
[3] M. Shima, Y. Sakuma, Y. Awano, N. Yokoyama, Appl. Phys.
Lett. 77, 441 (2000).
[4] A. J. Shields, M. P. O'Sullivan, I. Farrer, D. A.
Ritchie,R. A. Hogg, M. L. Leadbeater, Appl. Phys.
Lett. 76, 3673 (2000).
[5] 馬振基著,奈米材料科技原理與應用,台北市:全華,民92.
[6] A. Watson, X. Wu, M. Bruchez,“Lighting up cells with
quantum dots.”Biotechniques, 34, 296 (2003).
[7] 張立德、牟季美合著,奈米材料和奈米結構,滄海,民91.
[8] Xinhua Zhong; Yaoyu Feng; Yuliang Zhang; J. Phys.
Chem. C. 526, 111 (2007).
[9] S.Neeleshear, Phys. Rev. B. 71,201307 (2005).
[10] 鄭信民,X光繞射應用簡介, 工業材料雜誌,181期,100 (91年).
[11] 許樹恩編著, X光繞射原理與材料結構分析, 中國材料科學會
(1996).
[12] D. E. Sayers, E. A. Stern, and F. W. Lytle, Phys.
Rev. Lett. 27, 1024 (1971).
[13] NEXAFS Spectroscopy, edited by J. Stohr (Springer,
Berlin, Heidelberg, New York 1991).
[14] X-Ray Absorption: Principles, Application, Techniques
of EXAFS, SEXAFS, SEXAFS and XANES, edited by D. C.
Koningsberger, R. Prins (Wiley, New York, Chichester,
Bribane, Toronto, Singapore 1988).
[15] EXAFS and Near edge Structure, edited by A. Bianconi,
L. Incoccia, S. Stipcich (Springer-Verlag, Berlin
(1983).
[16] EXAFS: Basic Principle and Data Analysis, edited by
B. K. Teo (Springer-Verlag, New York 1986).
[17] Synchrotron Radiation Research, edited by H. Winick,
S. Doniach (Plenum, New York, London 1980).
[18] 馬禮敦編著, 同步輻射應用概論, 復旦大學出版社 (2005).
[19] 安全訓練手冊, 新竹同步輻射 (2005).
[20] 王其武編著,X射線吸收精細結構及其應用,科學出版社(1994)
[21] Mohindar S. Seehra, et al. Adv. Mater. 20, 1656 (2008).
[22] Robert W. Meulenberg, et al. J. AM. CHEM. SOC. 131,
6888(2009).
[23] Jonathan R. I. Lee, et al. Phys. Rev. Lett. 98, 146803
(2007).
[24] Mia G. Berrettini, et al. J. AM. CHEM. SOC. 126, 7063
(2004).
[25] E. Piskorska-Hommel, et al. Journal of Alloys and
Compounds 523,155 (2012).
[26] A. Demourgues, et al. Nucl. Instr. and Meth. in Phys.
Res. B 97,166 (1995).
[27] Matthew A. Marcus, et al. J. Phys. Chem. 95, 1572
(1991).
[28] A. C. Carter, et al. Phys. Rev. B. 55, 13822 (1997).
[29] K. Leung and K. B. Whaley, J. Phys. Chem. 110, 11012
(2002).
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