高質(zhì)量藍(lán)綠色發(fā)光合金核殼納米晶的制備及其LED應(yīng)用.pdf

1、半導(dǎo)體量子點(diǎn)(QDs)具有寬的發(fā)光范圍(從紫外到遠(yuǎn)紅外)、發(fā)光峰窄且發(fā)光穩(wěn)定、熒光量子產(chǎn)率(QY)高、可在同一激發(fā)光下實(shí)現(xiàn)多顏色量子點(diǎn)激發(fā)等出色的光學(xué)性質(zhì),使其在量子點(diǎn)發(fā)光二極管、生物標(biāo)記、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的二元量子點(diǎn)只能通過調(diào)節(jié)尺寸來(lái)調(diào)節(jié)光學(xué)性質(zhì),很難獲得量子產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好的藍(lán)綠色熒光,這是因?yàn)楫?dāng)量子點(diǎn)尺寸很小(小于2 nm)時(shí),難以通過外延生長(zhǎng)無(wú)機(jī)殼層材料來(lái)鈍化其表面。然而,基于量子點(diǎn)的藍(lán)綠色發(fā)光二極管是開

2、發(fā)下一代顯示器和白色固態(tài)發(fā)光器件的必要元素。因此,如何成功制備出高亮度、高穩(wěn)定性的藍(lán)綠色發(fā)光量子點(diǎn)具有十分重要的意義。合金量子點(diǎn)不僅可以通過尺寸調(diào)節(jié),還可以通過改變其組分來(lái)獲得所需要的發(fā)光,可以很好地實(shí)現(xiàn)藍(lán)綠色發(fā)光。
　　(1)核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)可以通過改變核的發(fā)光波長(zhǎng)、量子產(chǎn)率、激子壽命等調(diào)節(jié)其光學(xué)性質(zhì),并通過外延生長(zhǎng)的殼層材料隔絕了高活性核與外界環(huán)境的接觸,使得核殼量子點(diǎn)具有低的環(huán)境敏感性和高的抗光漂白性;而且殼層材料有

3、效地鈍化了核量子點(diǎn)的表面,極大地提高了熒光量子產(chǎn)率。但是目前大量的量子點(diǎn)合成都采用了有毒、昂貴、易燃易爆的含膦化合物(三辛基膦TOP/三丁基膦TBP),極大地限制了其商業(yè)化應(yīng)用。因此如何實(shí)現(xiàn)無(wú)TOP/TBP參與的藍(lán)綠色穩(wěn)定發(fā)光量子點(diǎn)制備成為一個(gè)迫切需要解決的問題。本論文基于上述問題為出發(fā)點(diǎn),采用無(wú)膦法合成了藍(lán)綠色合金量子點(diǎn),并外延生長(zhǎng)殼層材料來(lái)獲得高質(zhì)量的、藍(lán)綠色發(fā)光的核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn),主要研究?jī)?nèi)容如下:采用無(wú)膦法,制備了高質(zhì)量的CdSS

4、e量子點(diǎn),通過調(diào)控其組分,實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)藍(lán)綠色區(qū)間發(fā)光。為了實(shí)現(xiàn)高熒光量子產(chǎn)率、高穩(wěn)定性的核殼量子點(diǎn),減少CdSSe核量子點(diǎn)和ZnS的晶格失配度,我們?cè)诙咧虚g引入CdS/ZnCdS作為緩沖層。這種結(jié)構(gòu)可以有效地將CdSSe核材料的晶格常數(shù)過渡到 ZnS殼層材料,減少了殼層生長(zhǎng)過程中引起的晶格缺陷,從而獲得了高質(zhì)量的、藍(lán)綠色發(fā)光的CdSSe/CdS/ZnCdS/ZnS核殼量子點(diǎn),其熒光量子產(chǎn)率可達(dá)50-70％。通過配體交換,驗(yàn)證了其光學(xué)穩(wěn)

5、定性,說明這種結(jié)構(gòu)可以成功的獲得高亮度、高穩(wěn)定性的核殼量子點(diǎn)。
　　(2)采用無(wú)膦法,制備了高質(zhì)量的ZnCdSSe量子點(diǎn),通過調(diào)控其組份,我們獲得了熒光范圍在450-550nm的發(fā)光,由于ZnCdSSe核量子點(diǎn)與ZnS的晶格失配度小,我們直接在所制備的ZnCdSSe量子點(diǎn)外延生長(zhǎng)了ZnS殼層材料,這種方法不僅簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作,同時(shí)極大地提高了熒光量子產(chǎn)率,在450-550nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)可以達(dá)到50-75%。隨后利用所制備的藍(lán)綠色發(fā)光