基于组分与壳层调控合成蓝色CdZnSeS梯度合金量子点以及在QLED应用
发布时间：2021-04-02 03:29
量子点（QDs）是一种独特的发光材料,具有可调节的发光波长,饱和的发射颜色,接近100%的量子产率,高的光稳定性和热稳定性以及可采用溶液法加工处理等优点。量子点这些优异的性能,使量子点在许多领域都有很好的应用前景。以量子点作为研究基础的量子点发光二极管（QLED）也同样受到研究工作者的广泛关注。随着对量子点合成技术、结构的优化,以及对器件的结构、电荷传输层材料的改善,器件的效率、亮度和稳定性都得到了明显的提升。但是蓝色器件的整体性能依然落后于红色和绿色。与红色和绿色量子点相比,蓝色量子点的最高占据分子轨道（HOMO）较低,空穴传输层（HTL）与量子点的HOMO之间的能级势垒较大,造成空穴的注入比较困难,电子注入过剩,电荷注入不平衡等问题从而导致器件的整体性能较差。在构筑器件过程时,为了有效降低空穴的注入势垒,提高空穴的注入,既可以采用价带较低的空穴传输层或采用逐级降低的空穴传输层来提高空穴的注入,也可以采用在QDs与电子传输层（ETL）之间增加一层阻挡层来抑制电子的过量注入,提高电荷注入平衡,继而提高器件的效率。近期研究者们发现,优化电荷传输材料,可以使蓝色器件的性能得到一些提升,但此...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随着量子点的粒径以及组分得到400-820nm范围的峰位[18]
基于组分与壳层调控合成蓝色CdZnSeS梯度合金量子点以及在QLED应用4层构筑器件，器件的性能得到了显著的提升。红、绿、蓝三色的器件效率分别达到了30.9%[62]，25.04%[63]，19.8%[64]，如图1-3。红色、绿色器件的亮度也都满足了显示和照明的需求。图1-3（a）QLED器件结构示意图[63]（b-d）为红[62]、绿[63]、蓝[64]三色器件效率最大数据图。1.2量子点的合成及结构1.2.1量子点的合成半导体量子点自发现以来由于其优良的性能受到研究人员的广泛关注，因此合成高性能的量子点对于后续的应用意义重大。量子点一般在液相中合成，前驱体分散在溶剂中，产物是溶液中产生的新相。合成过程可以简单地看作前驱体之间反应生成单体，然后单体聚合成晶体[11]。因此成核和生长是合成过程中两个重要的部分[65-67]。成核主要可分为两种类型：均相成核以及非均相成核。在没有固液界面帮助下的成核叫均相成核，LaMer等人研究了成核与生长并提供了一个理论模型，当溶液过饱和时，会产生新相，（如图1-4）以提高溶液的稳定性。非均相成核指需要借助固液界面来帮助成核，单体将会在已经生成的核上外延生长[68-69]。当单体连续在核上面沉积，量子点的生长过程就开始了。
第一章绪论5图1-4LaMer曲线：溶液中过饱和的程度随时间的变化[68]。纳米晶体的合成方法可分为注射法和非注射法[18,70-71]。非注射法的合成方法简单，且有利于大规模制备，但由于在合成过程中较难控制升温速率，而这个因素对量子点的性能有较大影响，可能会使生成的量子点有较差的尺寸分布。因此，目前多采用注射法来合成量子点。BawendiM团队首次采用热注入法来合成CdSe量子点，并且此种方法可以很好地分离成核和生长，使量子点有较好的尺寸分布[72]。为了合成高质量的量子点，需要设计一个合理的反应体系，因此选择合适的反应前驱体非常重要，既能控制量子点的生成速率，又能控制纳米晶体的生长。彭笑刚课题组[73]采用氧化镉（CdO）以及醋酸镉（Cd(Ac)2）代替有机金属化合物二甲基镉（Cd(CH3)2），最终获得了粒径分布均匀的CdSe量子点。这主要是CdO以及Cd(Ac)2相对于金属有机化合物反应活性较低，当前驱体的反应活性过高时，成核速率过快，量子点的生长是由奥斯特瓦尔德熟化导致的，而反应活性较低时，前驱体逐渐分解，且反应速率较低，可以很好地把成核和生长分离开，因此可以获得窄尺寸分布的量子点[74]。量子点的合成条件（如反应温度，溶剂，浓度等）与反应物的化学势有关，这些对纳米晶体的稳定性有很大影响。2014年申怀彬课题组采用高温成核以及更高温度生长壳层的方式合成CdZnS/ZnS蓝色量子点，如图1-5，最终获得接近100%的量子产率。并且这种量子点在经过配体交换后仍然可以维持一个较高的量子产率[75-76]。
本文编号：3114498
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随着量子点的粒径以及组分得到400-820nm范围的峰位[18]
基于组分与壳层调控合成蓝色CdZnSeS梯度合金量子点以及在QLED应用4层构筑器件，器件的性能得到了显著的提升。红、绿、蓝三色的器件效率分别达到了30.9%[62]，25.04%[63]，19.8%[64]，如图1-3。红色、绿色器件的亮度也都满足了显示和照明的需求。图1-3（a）QLED器件结构示意图[63]（b-d）为红[62]、绿[63]、蓝[64]三色器件效率最大数据图。1.2量子点的合成及结构1.2.1量子点的合成半导体量子点自发现以来由于其优良的性能受到研究人员的广泛关注，因此合成高性能的量子点对于后续的应用意义重大。量子点一般在液相中合成，前驱体分散在溶剂中，产物是溶液中产生的新相。合成过程可以简单地看作前驱体之间反应生成单体，然后单体聚合成晶体[11]。因此成核和生长是合成过程中两个重要的部分[65-67]。成核主要可分为两种类型：均相成核以及非均相成核。在没有固液界面帮助下的成核叫均相成核，LaMer等人研究了成核与生长并提供了一个理论模型，当溶液过饱和时，会产生新相，（如图1-4）以提高溶液的稳定性。非均相成核指需要借助固液界面来帮助成核，单体将会在已经生成的核上外延生长[68-69]。当单体连续在核上面沉积，量子点的生长过程就开始了。
第一章绪论5图1-4LaMer曲线：溶液中过饱和的程度随时间的变化[68]。纳米晶体的合成方法可分为注射法和非注射法[18,70-71]。非注射法的合成方法简单，且有利于大规模制备，但由于在合成过程中较难控制升温速率，而这个因素对量子点的性能有较大影响，可能会使生成的量子点有较差的尺寸分布。因此，目前多采用注射法来合成量子点。BawendiM团队首次采用热注入法来合成CdSe量子点，并且此种方法可以很好地分离成核和生长，使量子点有较好的尺寸分布[72]。为了合成高质量的量子点，需要设计一个合理的反应体系，因此选择合适的反应前驱体非常重要，既能控制量子点的生成速率，又能控制纳米晶体的生长。彭笑刚课题组[73]采用氧化镉（CdO）以及醋酸镉（Cd(Ac)2）代替有机金属化合物二甲基镉（Cd(CH3)2），最终获得了粒径分布均匀的CdSe量子点。这主要是CdO以及Cd(Ac)2相对于金属有机化合物反应活性较低，当前驱体的反应活性过高时，成核速率过快，量子点的生长是由奥斯特瓦尔德熟化导致的，而反应活性较低时，前驱体逐渐分解，且反应速率较低，可以很好地把成核和生长分离开，因此可以获得窄尺寸分布的量子点[74]。量子点的合成条件（如反应温度，溶剂，浓度等）与反应物的化学势有关，这些对纳米晶体的稳定性有很大影响。2014年申怀彬课题组采用高温成核以及更高温度生长壳层的方式合成CdZnS/ZnS蓝色量子点，如图1-5，最终获得接近100%的量子产率。并且这种量子点在经过配体交换后仍然可以维持一个较高的量子产率[75-76]。
本文编号：3114498
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