水相碲化镉量子点纳米复合物的制备及在白光发光二极管中应用

发布时间：2017-05-13 23:05

  本文关键词：水相碲化镉量子点纳米复合物的制备及在白光发光二极管中应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：能源的逐渐减少及当今世界全球变暖和气候变化的大趋势,极大地促使人们对高效节能光源的探索及开发。高效率和节能环保的固态照明,如白色发光二极管(WLED),因其功耗低、使用寿命长、发光性能好、绿色环保等优点被认为是最具潜力的光源。目前,市场上商用LED的颜色转换层使用的是具有荧光性质的稀土材料。但是稀土材料在性能和价格上的弊端日益凸显,同时这也是目前LED光源发展过程中所遇到的瓶颈。找到一种可用作颜色转换层的荧光材料是我们解决问题的突破口,而半导体量子点的出现则有望弥补这一不足。相对于稀土类荧光材料,水相半导体量子点具有成本低、荧光强、半峰宽窄、连续可调、稳定性好和易于功能化等优点,因而有望将其应用于制备有源发光(光致)类型的LED光源中。虽然半导体量子点被看作是LED颜色转换层最具潜力的材料,但对于水相量子点而言,如何解决其从溶液相到固相材料的转变是我们必须要解决的问题。在本文中,主要是探索合成出新型的发光效率高且光学性能稳定的纳米复合物,以推动水相量子点在LED颜色转换层中的应用。本论文主要分为两个部分:(1)通过-OH与-NCO的化学键联作用成功地制备出量子点(QD)-聚氨酯(PU)纳米复合物。为了实现这一目标,我们解决了两个问题:一是利用传统加热回流方法制备的水溶性巯基甘油(TG)包覆的CdTe量子点荧光强度仅有3%左右,荧光量子效率太低。我们采用加N2H4促生长法得到了荧光量子效率高达13%的TG-CdTe量子点。二是水相制备的量子点与PU预聚物不相容问题。通过引入中间介质二甲基亚砜(DMSO)我们成功得到了高发光性能的QD-PU纳米聚合物;(2)利用冻干法将水相CdTe量子点均匀地分散到蒙脱土(MMT)的层状结构间,利用蒙脱土的限域作用抑制了量子点粒子的团聚,制得光学性能优越的QD-MMT复合物。此外,这种方法得到的纳米复合物不仅发光颜色连续可调,量子点的含量及种类也是可以调节的,因此我们这种方法具有一定的普适性。最后,我们将CdTe-MMT纳米复合物与聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚物混合固化后,利用三基色原理,成功制备出了高性能的白光LED。
【关键词】：水相量子点 碲化镉 纳米复合物 发光二极管 颜色转换层
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;TB383.1
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-36
• 第一节 水相碲化镉量子点10-25
• 1.1.1 水相CdTe量子点的合成方法10-14
• 1.1.2 水相CdTe量子点的生长机理14-17
• 1.1.3 水相CdTe量子点的加工及应用17-25
• 第二节 量子点在发光LED器件中的应用25-34
• 1.2.1 应用于高性能WLED的量子点的光学性质26-27
• 1.2.2 基于颜色共混的WLED27-28
• 1.2.3 基于颜色转换层的WLED28-32
• 1.2.4 基于直接白光的WLED32-34
• 第三节 本论文的选题及设计思路34-36
• 第二章 CdTe量子点/聚氨酯纳米复合物的制备及WLED应用36-49
• 第一节 实验部分36-38
• 2.1.1 实验试剂36
• 2.1.2 实验仪器36-37
• 2.1.3 实验步骤37-38
• 第二节 实验结果与讨论38-48
• 2.2.1 N_2H_4促生长法合成TG-CdTe水相量子点38-42
• 2.2.2 QD-PU纳米聚合物的制备42-47
• 2.2.3 QD-PU纳米复合物在LEDs中的应用47-48
• 第三节 小结48-49
• 第三章 CdTe量子点/蒙脱土纳米复合物的制备及WLED应用49-66
• 第一节 实验部分50-52
• 3.1.1 实验试剂50
• 3.1.2 实验仪器50
• 3.1.3 实验步骤50-52
• 第二节 实验结果与讨论52-64
• 3.2.1 N_2H_4促进法合成MPA-CdTe水相量子点52-53
• 3.2.2 QD-MMT纳米复合物的制备与表征53-58
• 3.2.3 N_2H_4促进生长法得到的量子点制备的纳米复合物的优势58-60
• 3.2.4 QD-MMT纳米复合物的稳定性60-62
• 3.2.5 CdTe-MMT纳米复合物在LED中的应用62-64
• 第三节 本章小结64-66
• 第四章 总结66-68
• 参考文献68-77
• 作者简介77
• 攻读硕士学位期间发表论文77-78
• 致谢78-79

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本文编号：363798