多色碳量子点的制备及其电致发光与光致发光性能的调控

发布时间：2020-06-30 03:24

【摘要】：碳量子点(CQDs)是一种粒径小于10 nm的准零维碳纳米颗粒,拥有碳材料的环境友好的特征,对环境和人体几乎没有毒性,同时又具有半导体量子点优异的光学特性。其优异的光学性质及环境友好的特点使其在量子点基电致发光二极管(QLEDs)和白光发光二极管(WLEDs)领域拥有潜在的应用价值。一方面,对于QLEDs,针对CQDs发光层存在的固态猝灭、荧光量子产率较低、成膜能力差及电导能力差的问题,本文旨在通过选择合适的碳源及表面修饰添加剂来控制合成具有固态防猝灭能力、高荧光量子产率、良好的电导特性和成膜能力的CQDs。另一方面,对于WLEDs,为了满足人们对环境友好型高显色指数(CRI)和相关色温(CCT)可调的需求,本文旨在通过选择合适的芯片和CQDs荧光粉,开发低耗、简单的可控制作WLEDs的工艺;并针对长波长CQDs荧光粉稀少的问题,本文旨在通过高效合成及分离纯化手段获得多色长波长CQDs,并通过分析其荧光性能,以获得对所制备多色长波长CQDs的发光机制的认识。具体的研究内容及结果如下:1、CQDs作为发光层在QLEDs中的应用。首先,以含苯环共轭结构的邻苯二甲酸为碳源、十六烷胺为修饰添加剂,一步溶剂热法合成了平均粒径为6.7 nm的长链钝化CQDs(L-CQDs),L-CQDs的石墨结构使其有利于电子传输。L-CQDs在紫外激发下发出明亮的蓝光,量子产率为13%,具有激发独立特性;同时L-CQDs具有固态防猝灭的能力及良好的成膜能力。最后,将L-CQDs作为发光层材料制作了QLEDs,器件在4 8 V电压下发出蓝光,具有良好的光稳定性,器件的启亮电压为5 V,最大亮度为5.4 cd/m~2。2、CQDs作为荧光粉在WLEDs中的应用。采用柱层析法分离以邻苯二甲酸和邻苯二胺为原料一步溶剂热法制备的CQDs混合溶液,得到发光颜色为绿光(G-CQDs)、黄光(Y-CQDs)和橙光(O-CQDs)的CQDs。三种CQDs都只有一种发光中心,G-和Y-CQDs的不同PL发射主要由量子尺寸效应决定;而O-CQDs的PL发射过程与G-和Y-CQDs不同,其PL发射主要来源于其表面氧化形成的表面缺陷态。另外,在不需要固化剂和分散剂的情况下,通过红光、绿光和蓝光CQDs溶液的简单混合制作了固态发光的红绿蓝CQDs荧光膜,并通过调控三种CQDs溶液的体积比制作出高CRI(83 88)、CCT可调(3466 7368K)的WLEDs。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1;TQ422

【参考文献】