硫族半導體納米晶材料的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、硫族半導體納米材料如PbS，PbSe，ZnS，CdS等由于具有良好的光學，電學和磁學特性，因而在通訊，軍事，顯示器件，生物醫(yī)學等應(yīng)用領(lǐng)域中體現(xiàn)出重要的應(yīng)用價值。就其發(fā)光性能而言，目前，硫族半導體納米材料普遍存在熒光發(fā)射強度低、發(fā)光性能穩(wěn)定性差、表面缺陷態(tài)難消除等問題，難以應(yīng)用于各種光電器件之中。因此，目前迫切需求探索和選擇合理的納米晶合成方案與技術(shù)路線來解決上述問題。本論文采用水相合成法、超聲輔助水相合成法、LSS法等手段合成了PbSe

2、、PbS以及MnS/ZnS量子點材料，對于不同合成方法中納米晶的生長過程及發(fā)光特性進行了分析。并進～步將核殼包覆的MnS/ZnS量子點材料應(yīng)用于電致發(fā)光器件中。我們的研究工作主要包括以下三個方面：
　　(1)采用LSS法制備一系列不同S/Pb比的PbS量子點材料，通過XRD和TEM的測試結(jié)果，探討了前驅(qū)物比例變化對PbS量子點的粒徑以及紅外發(fā)光光譜的影響，并通過調(diào)節(jié)前驅(qū)物比例實現(xiàn)了紅外區(qū)域的光譜調(diào)控。通過分析吸收光譜和光致發(fā)光譜的

3、變化以及溶液中納米晶顆粒尺度隨反應(yīng)時間的變化，探討了溶液中納米晶生長過程所遵循的生長機制，分析了前驅(qū)物比例變化對納米晶生長過程的影響。借助PL光譜和吸收光譜測試，研究了無機殼層SiO2和有機配體巰基乙酸引入對PbS量子點材料在可見區(qū)域熒光發(fā)射的影響。
　　(2)基于形核摻雜思路，改進LSS法的制備工藝，合成了MnS/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點，PL光譜測試結(jié)果驗證了Mn2+離子通過擴散過程進入到ZnS晶格中。在ITO玻璃上形成了MnS/

4、ZnS量子點層，蒸鍍Al電極制備獲得了單層量子點電致發(fā)光器件?；诠庵掳l(fā)光譜及電致發(fā)光光譜的測試結(jié)果分析了單層MnS/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點發(fā)光器件的發(fā)光機制。
　　(3)采用了水相合成法制備了粒度在5.7nm的PbSe量子點，借助PL譜測試的結(jié)果，分析了所制備PbSe樣品在紅外區(qū)域熒光發(fā)射強度較為微弱的原因。改進反應(yīng)方案，利用超聲空化現(xiàn)象產(chǎn)生的空化氣泡爆炸時釋放出的巨大能量，分別在硫化鈉以及亞硫硒酸鈉的水溶液中制備合成了PbS和P