梯度合金核壳结构红色量子点合成及QLED性能研究
发布时间：2021-03-26 13:23
量子点（Quantum Dots,QDs）作为一种无机半导体材料,由于发射光谱窄、光谱连续可调、荧光量子产率高、稳定性好、可溶液化加工等优点受到研究者的广泛关注。而作为三基色之一,红色QDs及发光二极管（QLED）的研究对推动QDs在照明及显示领域的应用具有重要作用。目前红色QLED器件多是基于Cd Se/Cd S、Cd Se/Zn S核壳结构QDs构筑而成,其外量子效率（EQE）也已达到20%。然而,尽管Cd Se/Cd S、Cd Se/Zn S量子点的荧光量子产率（PL QY）已接近100%,但是,在器件中QDs壳层材料与空穴传输层（HTL）之间存在相对较大的能级势垒,阻碍空穴注入,导致电子和空穴注入不平衡。此外在器件工作期间,由于非辐射俄歇衰变,器件外量子效率在较高的电压下随着电流密度的增加发生滚降。因此,本论文从量子点能级结构出发,利用不同材料能带位置不同的特性,优化核壳QDs的能带阵列,提高器件载流子的注入平衡,缓解器件外量子效率滚降。本论文的主要工作如下:（1）高质量Cd Zn Se/Zn Se红色量子点合成及在QLED器件中的应用首先,通过调节Cd/Zn比例,合成出高质量...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导材料能级结构随尺寸变化图
第一章绪论31.1.4量子点优异性量子点作为一种新型的发光材料，由于其特殊的结构，表现出与一般有机荧光材料不同的物理化学性质。（1）发射光谱连续可调：量子点可以通过调控尺寸和化学组分来获得不同的发射光谱，且发射光谱可以覆盖整个紫外-可见-近红外区域[9-11]。图1-3不同粒径CdSe量子点的吸收和荧光光谱图[12]（2）色纯度高：量子点发射峰半峰宽（FMHW）很窄（半峰宽越窄色纯度越高），仅有15-30nm，与传统有机发光材料（FMHW=50-100nm）相比，量子点拥有更高的色纯度，在未来的显示及照明应用领域中拥有较大的优势[13,14,86]。(a)(b)图1-4(a)和(b)分别是发射波长相同的有机染料（异硫氰酸荧光素，FITC）和CdSe量子点的吸收和荧光光谱
梯度合金核壳结构量子点合成及QLED性能研究4（3）荧光寿命长：普通有机荧光材料的荧光寿命相对较短，一般只有几纳秒左右，而量子点的荧光寿命通常能维持在十几纳秒到几十纳秒之间[15,16]，甚至更长[12,17]。（4）生物相容性好：量子点可以通过配体交换，用于生物检测和生物活体标记[18-20]。（5）较好的可溶液加工性：量子点由于表面配体的多样性，能够很好溶解于多种溶剂，因此可以采用如：旋涂法、喷墨打印法和微接触印刷等多种方法对其进行加工[21-27]。1.2量子点分类1.2.1核壳结构量子点从量子点发展历程来讲，最开始研究的是二元量子点，所谓二元量子点即是组分均一的量子点，例如：CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS和InP等[30-33,93-96]。然而，此类量子点由于原子配位不足，悬挂键太多，使得量子点的表面缺陷比较多，从而导致非辐射复合增多、荧光量子产率低和稳定性差等问题。为了减少表面缺陷，研究者主要是通过配体交换和壳层生长方法[28,29,40,41]。相较于配体交换，对量子点进行壳层生长，不仅能够有效地钝化其表面缺陷，还可以根据壳层材料的能带不同来调控量子点核的激子波函数[31-34]，提高量子点的荧光量子产率和稳定性[35-39,92]。如图1-5是常见II-VI和III-V族半导体材料的能级阵列[31]。图1-5II-VI和III-V族半导体量子点的能级图[31]根据核和壳材料的能级结构不同，可以将核壳结构量子点分为以下三类。第一种，Type-Ⅰ结构，壳层材料的价带（VB）能级位置比核的价带能级位置要低，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Toward commercial realization of quantum dot based white light-emitting diodes for general illumination[J]. KEN T.SHIMIZU,MARCEL B?HMER,DANIEL ESTRADA,SUMIT GANGWAL,STEFAN GRABOWSKI,HELMUT BECHTEL,EDWARD KANG,KENNETH J.VAMPOLA,DANIELLE CHAMBERLIN,OLEG B.SHCHEKIN,JYOTI BHARDWAJ. Photonics Research. 2017(02)
本文编号：3101659
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
半导材料能级结构随尺寸变化图
第一章绪论31.1.4量子点优异性量子点作为一种新型的发光材料，由于其特殊的结构，表现出与一般有机荧光材料不同的物理化学性质。（1）发射光谱连续可调：量子点可以通过调控尺寸和化学组分来获得不同的发射光谱，且发射光谱可以覆盖整个紫外-可见-近红外区域[9-11]。图1-3不同粒径CdSe量子点的吸收和荧光光谱图[12]（2）色纯度高：量子点发射峰半峰宽（FMHW）很窄（半峰宽越窄色纯度越高），仅有15-30nm，与传统有机发光材料（FMHW=50-100nm）相比，量子点拥有更高的色纯度，在未来的显示及照明应用领域中拥有较大的优势[13,14,86]。(a)(b)图1-4(a)和(b)分别是发射波长相同的有机染料（异硫氰酸荧光素，FITC）和CdSe量子点的吸收和荧光光谱
梯度合金核壳结构量子点合成及QLED性能研究4（3）荧光寿命长：普通有机荧光材料的荧光寿命相对较短，一般只有几纳秒左右，而量子点的荧光寿命通常能维持在十几纳秒到几十纳秒之间[15,16]，甚至更长[12,17]。（4）生物相容性好：量子点可以通过配体交换，用于生物检测和生物活体标记[18-20]。（5）较好的可溶液加工性：量子点由于表面配体的多样性，能够很好溶解于多种溶剂，因此可以采用如：旋涂法、喷墨打印法和微接触印刷等多种方法对其进行加工[21-27]。1.2量子点分类1.2.1核壳结构量子点从量子点发展历程来讲，最开始研究的是二元量子点，所谓二元量子点即是组分均一的量子点，例如：CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnS和InP等[30-33,93-96]。然而，此类量子点由于原子配位不足，悬挂键太多，使得量子点的表面缺陷比较多，从而导致非辐射复合增多、荧光量子产率低和稳定性差等问题。为了减少表面缺陷，研究者主要是通过配体交换和壳层生长方法[28,29,40,41]。相较于配体交换，对量子点进行壳层生长，不仅能够有效地钝化其表面缺陷，还可以根据壳层材料的能带不同来调控量子点核的激子波函数[31-34]，提高量子点的荧光量子产率和稳定性[35-39,92]。如图1-5是常见II-VI和III-V族半导体材料的能级阵列[31]。图1-5II-VI和III-V族半导体量子点的能级图[31]根据核和壳材料的能级结构不同，可以将核壳结构量子点分为以下三类。第一种，Type-Ⅰ结构，壳层材料的价带（VB）能级位置比核的价带能级位置要低，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Toward commercial realization of quantum dot based white light-emitting diodes for general illumination[J]. KEN T.SHIMIZU,MARCEL B?HMER,DANIEL ESTRADA,SUMIT GANGWAL,STEFAN GRABOWSKI,HELMUT BECHTEL,EDWARD KANG,KENNETH J.VAMPOLA,DANIELLE CHAMBERLIN,OLEG B.SHCHEKIN,JYOTI BHARDWAJ. Photonics Research. 2017(02)
本文编号：3101659
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3101659.html
