1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

一、课题研究的背景

由于量子尺寸效应和表面效应，半导体纳米颗粒具有完全不同于块体材料的独特的物理、化学性质，如电学特性、非线性光学性质、光电转换特性及光催化特性等等。无机纳米颗粒和有机高分子材料的结合使得无机纳米颗粒的尺寸和形貌得到了很好的控制，也拓宽了纳米颗粒的应用范围。目前，尺寸均一，发光效率较高的无机纳米颗粒已经开始广泛应用于发光二极管、纳米激光器、光子晶体、生物荧光标记以及大规模集成电路等研究领域。这些应用主要是控制和利用了半导体纳米颗粒的电荷特性，而稀磁半导体的出现可以同时利用电子的电荷和自旋两个自由度，即跨越半导体和磁性材料的两个领域，这个全新领域称为半导体自旋电子学。目前已经在实验室制备出自旋电子学的部分原始器件，如自旋发射晶体管，自旋发光二极管，自旋隧穿器件等。同时稀磁半导体低维结构的研究也是关注的焦点。因此，近些年来，基于纳米颗粒的新材料的研究引起了广大研究人员的兴趣。

CdS是一种典型的Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物，是一种直接带隙半导体材料，室温下带隙约为2.42eV，具有优异的光电转换特性和发光性能，是一种良好的窗口层材料和过渡层材料，具有广泛的应用前景。

二、Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米材料的合成

纳米晶（量子点）在维度上是处于原子/分子和晶体体材料之间。半导体纳米晶作为尺寸的函数，表现出极大的不同于体材料的变化。我们可以通过控制纳米颗粒的尺寸来改变它们的基本特性。影响这些与尺寸相关的特性主要表现在两个方面：第一，在半导体纳米晶中，电子能级密度随着颗粒尺寸系统性的变化，即所谓的量子尺寸效应；第二，在纳米晶中，表面原子和内层原子数目的比。这两个因素对半导体纳米颗粒的光学特性以及其他方面的物理特性产生了重要的影响。

半导体纳米晶有很多种制备方法，用溶液化学方法合成Ⅱ-Ⅵ族纳米颗粒大概分为三类：可控沉淀方法、在具有特定结构的基质中合成、分子前驱法。我们使用的是第二类方法,即在具有特定结构的基质中合成纳米颗粒,比如有沸石、层状固体、分子筛、胶体/微乳液、聚合物以及玻璃等。这些基质可以看作是纳米反应器，它们可限制晶体的生长，决定晶体的尺寸。纳米颗粒的特性不仅受到主材料的限制，而且也受到比如沸石的内外表面的特性、胶体的易变性的影响。由于受到基质空间上的限制，所以纳米颗粒的尺寸可得到控制。一种控制纳米晶生长的最流行的技术就是反胶束法，也是我们在实验中使用的一种方法。在反胶束体系中，包含有两种互不相溶的液体：水和油。纳米尺寸的水珠被分散在一种连续的和非极性的有机溶剂中，比如庚烷和辛烷，并用一种表面活性剂的单分子层膜固定在水和油的界面。用得最多的表面活性剂是AOT（磺基琥珀酸二辛酯纳盐），因为它既含有亲水基，又含有恐水基。这样无数多的水珠就自然地稳定地扩散在油相中。这种反胶束体系虽然在分子尺寸范围内是不同类的，但是在热动力学方面却是稳定的。反胶束法是一种合适的反应器，它有利于形成尺寸分布相对较窄的小纳米颗粒。这胶束和纳米晶的最终尺寸可由水和表面活性剂的摩尔浓度比W来决定。

三、掺杂的Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米颗粒的发光

Bhargava等人首次报道了Mn² 掺杂的半导体纳米晶有高的发光效率和短的辐射寿命。他们认为2.7-3.3 nm的ZnS:Mn被甲基丙酸烯钝化后，在室温下有18%的光致发光效率，而这效率随着颗粒尺寸的减小而增加。他们也报道了ZnS:Mn纳米颗粒的衰减速率比相应的Mn² 在体材料中要快5个数量级。A. Ishizumi[38]和H.Yang[39]等也报道了CdS:Mn/ZnS核壳结构的发光效率。Mn² 在纳米结构中发光效率的增加是由于主材料的s-p态和Mn² 的d态强烈地杂化，而杂化的结果导致了在主纳米材料和Mn² 之间有效的能量转移，同时这种杂化也导致了Mn² 自旋禁阻的跃迁⁴T₁-⁶A₁部分被解除，从而导致了快速的发光驰豫速率。这些结果表明：掺杂的半导体纳米颗粒可以形成一类新的发光材料。

量子限制效应对发光的ZnS:Mn纳米颗粒的研究对其它的掺杂的半导体纳米颗粒的研究也产生了重要的影响。比如有报道说ZnS:Tb、ZnS:Eu有相同的寿命衰减趋势，但是对于寿命戏剧性的下降没有给出理论解释。此外，在某些情况下也缺乏实验去证明寿命衰减而发光效率增加。从Meijerink[34,41]和其合作者关于ZnS:Mn的报道与Bhargava等人报道的高发光效率低寿命是互相冲突的。Meijerink等人认为短的衰减时间可能归功于与ZnS相关的缺陷，而不是Mn² 的⁴T₁-⁶A₁特征辐射。当然，其中有很多问题还需要更多的实验证据和合理的理论解释。

四、掺杂的Ⅱ-Ⅵ族半导体纳米颗粒的应用

利用高温有机金属方法合成的高质量的CdSe/CdS或 CdSe/ZnS被证明有高的发光效率和在一定条件下的光稳定性。无机半导体量子点的这些明显的特性为它们在生物和生物医学领域提供了极有希望的可能。作为荧光探测器，无机的荧光量子点比传统的有机荧光（燃料）分子占优势。有机燃料分子有以下几个局限性：(1) 窄的吸收带使它们很难在一种激发源下发出几种颜色；(2) 燃料荧光团的辐射峰之间存在大的光谱交叠，这种现象限制了多颜色图像过程。(3）有机分子的辐射强度取决于它们所处的环境，这表明光漂白可能发生。而无机量子点展现了宽的吸收带、窄的光谱辐射带和光化学稳定性。

五、Ⅱ-Ⅵ稀磁半导体的研究与进展

那么如何提高铁磁半导体材料的居里温度则成为目前理论和实验物理学家共同关心的问题。实验发现n 型稀磁半导体材料大多是顺磁材料，而p 型稀磁半导体则可能出现铁磁性。影响铁磁半导体的居里温度的因素较复杂，如载流子的浓度、磁离子浓度和分布、样品的生长温度等。例如最早的p 型InMnAs材料的居里温度仅为3.8K，但采用低温MBE 生长模式后，居里温度可达50 K 。低温MBE 生长会导致大量的反位(antisite) 杂质，这时Mn 离子不会提供空穴，反而提供电子，产生补偿效应，降低空穴的浓度，导致居里温度下降。通过适当退火处理的GaMnAs 材料，可以提高样品质量，其居里温度也由最初的110K提高到140K 左右。目前稀磁半导体材料铁磁性起源还没有一个统一的理论来处理，存在较大的争议。

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