全无机钙钛矿量子点稳定性研究及高纯黄光发光二极管制备
发布时间：2020-09-24 09:11
量子点是指组成的原子数量较少,在三维方向尺寸大小分布为纳米级,电子运动在各个方向受到限制一类材料。由于量子点具有较高量子产率、半峰宽窄、分散性好等优异光学性能,使其在LED、光电探测器具有很大应用前景。本文合成了不同发光波长的CsPbX_3钙钛矿量子点,并对合成方法进行了优化,通过研究并提高了CsPbBr_3量子点稳定性,制备出了高纯度稳定性黄光二极管。本论文获得的主要结果包括以下几点:(1)用碳酸铯制备前驱体,合成了CsPbBr_3 QDs量子点,合成量子点为立方钙钛矿结构,结晶性能好。它们具有优异光学性能,峰值波长为520nm,半峰宽为20nm。然后用硬脂酸铯制备前驱体,合成了各种不同发光波长CsPbX_3量子点,在室温下量子点具有很高的荧光效率。当卤素元素Br/I为0.55/0.45,得到黄色量子点的波长为570nm,半峰宽为25nm。(2)采用旋涂方式制备出均匀的CsPbBr_3量子点薄膜,将其长时间放在空气、氧气环境下,测量量子点薄膜PL光谱强度变化。在空气氛围下,量子点PL强度会出现不可恢复的快速下降,同时会出现波长红移现象;在氮气氛围下,测得量子点薄膜PL强度很稳定,基本不发生变化。因此为了防止量子点薄膜发光效率下降,用PE-ALD在量子点薄膜表面生长几纳米厚度的氧化铝薄膜,使量子点在空气、水、氧等环境下的稳定性有显著提高。(3)制备出了隔热型结构黄光发光二极管,首先将硅胶固化在蓝光GaN芯片上,接着把黄光量子点滴在硅胶上,防止量子点与GaN芯片直接接触。在40℃低温条件下,在量子点表面生长几纳米厚度的氧化铝薄膜,起到提高量子点稳定性作用。制备出的量子点黄光LED峰值波长为为570nm,半峰宽为25nm。当注入电流从5mA到150mA变化时,色度图坐标基本没有变化,为(0.4920±0.0017,0.4988±0.0053)。。在电流为6mA时,黄光LED流明效率最高为13.51lm/w。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;TN312.8
【部分图文】：
子点材料导体量子点（Quantum Dots）由几百到几千个原子组成，米到几十纳米之间的半导体晶粒。自上世纪 80 年代量子到科研界和工业界广泛关注。无机半导体单晶体材料的制要高温高压等条件。量子点加工方法简单，可在溶液中处、印刷等简易方法成膜，在制备半导体器件时极大的简化本。此外，量子点由于具有很高的量子产率、发光波长可泛应用在太阳能电池、发光二极管（LED）、生物探测等于量子点材料在三个尺寸方向都小于 100 纳米，电子在三制。如图 1-1，其能级由接近连续的能带转变成分散的能节半导体量子点的尺寸，来调节半导体材料的带隙，这就于单个的原子，荧光光谱很尖锐狭窄，对于含有几百到几其荧光光谱的半峰宽也同样很小。量子点特殊的结构，使能如较高荧光性能，这使量子点在高科技领域具有广泛的
图 1-2 CsPbX3（X=Cl、Br、I）量子点荧光Fig.1-2 Photoluminescence of CsPbX3nanocrystals制备方法备法法是以指以水溶性物质作为保护剂，在水相中制备量子子点的功能性、稳定性密切相关，选择合适的保护剂对具有重大影响。水相法多选择阳离子如 Cd2+、Zn2+作阳子如 Te2-或 Se2+作阴离子前驱体，保护剂为多功能团巯巯基乙醇，通过提高前驱体溶液温度，使量子点慢慢成等人用谷胱甘肽和半胱氨酸让 1:3 的摩尔比作为保护剂，
图 1-3 量子点发光二极管图 1-3 Quantum Dot LED量子点材料可以作为荧光粉，制备各种颜色的发光二极管如图 1-3 所示子点被蓝光激发时，会发射波长较长的光，与传统有机染料和无机荧光，量子点具有荧光光谱半峰宽较窄（色纯度高）、发射波长在可见光范调、稳定性较好（与有机染料比）、较高的发光效率、制备工艺简单等将量子点作为转换层可以制备出高纯单色发光二极管；也可以将不同发的量子点组合在一起，经过蓝光激发，可以制备出白光二极管。通过调波长量子点的比例，可以制备出高显色指数的白光二极管。周洁[10]等人dSe/ZnS 核壳结构量子点，合成了红、黄、绿三种波长量子点，将量子胶混合，然后用蓝光激发不同波长量子点制备出白光发光二极管，制D 的 CIE 色坐标为（0.3551,0.3483），在 20mA 电流下，LED 光效最高lm/W。Yan[11]等人通过 PbSe 量子点作为荧光粉滴在 GaN 蓝光芯片上近红外发光二极管，可以将近红外发光二极管应用在通信及照明等领入不同电流时，LED 发射峰值波长及半峰宽基本没有发生变化。该器件
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;TN312.8
【部分图文】：
子点材料导体量子点（Quantum Dots）由几百到几千个原子组成，米到几十纳米之间的半导体晶粒。自上世纪 80 年代量子到科研界和工业界广泛关注。无机半导体单晶体材料的制要高温高压等条件。量子点加工方法简单，可在溶液中处、印刷等简易方法成膜，在制备半导体器件时极大的简化本。此外，量子点由于具有很高的量子产率、发光波长可泛应用在太阳能电池、发光二极管（LED）、生物探测等于量子点材料在三个尺寸方向都小于 100 纳米，电子在三制。如图 1-1，其能级由接近连续的能带转变成分散的能节半导体量子点的尺寸，来调节半导体材料的带隙，这就于单个的原子，荧光光谱很尖锐狭窄，对于含有几百到几其荧光光谱的半峰宽也同样很小。量子点特殊的结构，使能如较高荧光性能，这使量子点在高科技领域具有广泛的
图 1-2 CsPbX3（X=Cl、Br、I）量子点荧光Fig.1-2 Photoluminescence of CsPbX3nanocrystals制备方法备法法是以指以水溶性物质作为保护剂，在水相中制备量子子点的功能性、稳定性密切相关，选择合适的保护剂对具有重大影响。水相法多选择阳离子如 Cd2+、Zn2+作阳子如 Te2-或 Se2+作阴离子前驱体，保护剂为多功能团巯巯基乙醇，通过提高前驱体溶液温度，使量子点慢慢成等人用谷胱甘肽和半胱氨酸让 1:3 的摩尔比作为保护剂，
图 1-3 量子点发光二极管图 1-3 Quantum Dot LED量子点材料可以作为荧光粉，制备各种颜色的发光二极管如图 1-3 所示子点被蓝光激发时，会发射波长较长的光，与传统有机染料和无机荧光，量子点具有荧光光谱半峰宽较窄（色纯度高）、发射波长在可见光范调、稳定性较好（与有机染料比）、较高的发光效率、制备工艺简单等将量子点作为转换层可以制备出高纯单色发光二极管；也可以将不同发的量子点组合在一起，经过蓝光激发，可以制备出白光二极管。通过调波长量子点的比例，可以制备出高显色指数的白光二极管。周洁[10]等人dSe/ZnS 核壳结构量子点，合成了红、黄、绿三种波长量子点，将量子胶混合，然后用蓝光激发不同波长量子点制备出白光发光二极管，制D 的 CIE 色坐标为（0.3551,0.3483），在 20mA 电流下，LED 光效最高lm/W。Yan[11]等人通过 PbSe 量子点作为荧光粉滴在 GaN 蓝光芯片上近红外发光二极管，可以将近红外发光二极管应用在通信及照明等领入不同电流时，LED 发射峰值波长及半峰宽基本没有发生变化。该器件
【参考文献】
相关期刊论文 前7条
1 何俊鹏;章岳光;沈伟东;刘旭;顾培夫;;原子层沉积制备Al_2O_3薄膜的光学性能研究[J];光学学报;2010年01期
2 彭英才;傅广生;;量子点太阳电池的探索[J];材料研究学报;2009年05期
3 宁佳;王德平;黄文e
本文编号：2825549
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