基于CdSe量子点电致发光器件性能的研究
本文选题:量子点 + 电致发光 ; 参考:《北京交通大学》2015年硕士论文
【摘要】:量子点是一种理想的荧光材料,它可以通过控制其尺寸来调节发射荧光的波长,并且具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、高的荧光量子产率、长的荧光寿命、颜色可调和光化学稳定性高等特殊性质,这些性质使得半导体量子点在各种光电器件、生物标识、单电子器件、以及存贮器等方面具有极为广泛的应用。研究量子点电致发光器件,提高其性能具有十分重要的理论意义和应用价值。 本论文以量子点器件的电致发光性能为研究对象,为了提高量子点器件的发光性能,采取了以下两种方法: (1)插入氧化钼(MoO3)层作为电荷生成层来提高量子点器件的发光;分别制备了基础器件和插入氧化钼层的双叠层量子点器件,通过测试得到了两组器件的发光,相对于基础器件而言,插入插入氧化钼(MoO3)层作为电荷生成层来提高量子点器件的发光是可行且有效的,使电流效率从2.1cd/A提高到3.3cd/A。并进一步优化器件的结构,利用阴极PFN和阳极PEDOT:PSS的修饰,使量子点器件的性能进一步提高,其电流效率达到了5.1cd/A。 (2)插入Ir (ppy)3:CBP层,将Ir (ppy)3作为有效的激子和能量给体,通过调整施主浓度和受体—给体的距离,使量子点器件的发光增强。制备了掺杂浓度5%-30%的器件,随着掺杂浓度的增加,量子点的发光先增强后减弱,且在低浓度下只观察到量子点发光,随着浓度的增加,Ir (ppy)3也开始发光。存在个合适的临界浓度15%使量子点的发光达到最佳值。同时还制备了掺杂厚度从8nm到35nm的一系列器件,发现Ir (ppy)3:CBP的临界厚度大约是在14nm到18nm,当厚度超过了这个临界厚度时,在Ir (ppy)3内形成的激子会发生辐射衰减。 最后,本论文还研究了红、绿、蓝三种颜色的量子点混合器件电致发光的过程,混合器件是利用红、绿、蓝三种颜色的量子点按照1:1的比例两两混合,制备成结构为ITO/PEDOT:PSS/QDs/Al的器件。研究发现在一定电压范围内,单种量子点器件的发光强度随着电压增加持续上升,而混合量子点器件的发光出现了短波长下降,长波长上升的现象,表明当有外加电场时不同尺寸的量子点间产生了较高效率的能量转移。同时对混合量子点电致发光器件能量转移的各项参数进行了计算,得到了能量转移效率E、临界能量转移距离R0与外加电场的关系,对制备白光量子点电致发光器件具有指导意义。
[Abstract]:Quantum dots are an ideal fluorescent material, which can adjust the wavelength of emission fluorescence by controlling its size, and has wide excitation spectrum, narrow emission spectrum, high fluorescence quantum yield, long fluorescence lifetime. Color tunable photochemical stability and other special properties make semiconductor quantum dots have a wide range of applications in various optoelectronic devices biomarkers single electronic devices memory and so on. It is very important to study quantum dot electroluminescent devices and improve their performance. In this paper, the electroluminescent properties of quantum dot devices are studied, in order to improve the luminescence performance of quantum dots devices, The following two methods are adopted: (1) Molybdenum oxide (MoO _ 3) layer is inserted as the charge generation layer to improve the luminescence of quantum dot devices, and the basic devices and the double-layer quantum dot devices with molybdenum oxide layer are fabricated, respectively. Compared with the basic devices, it is feasible and effective to increase the luminescence of QDs by inserting molybdenum oxide (MoO3) layer as the charge generation layer, and the current efficiency is increased from 2.1cd/A to 3.3 cdr / A. Furthermore, the structure of the device was optimized, and the performance of QDs was further improved by the modification of cathode PFN and anode PEDOT: PSS. The current efficiency of QDs reached 5.1 cdr / A.2 (2) the ir (ppy) _ 3 was inserted into the ir (ppy) _ 3: CBP layer, and the ir (ppy) _ 3 was used as an effective exciton and energy donor. The luminescence of the QDs is enhanced by adjusting the donor concentration and the distance between the acceptor and the donor. With the increase of doping concentration, the luminescence of quantum dots was first enhanced and then weakened, and only the luminescence of quantum dots was observed at low concentration, and the luminescence of ir (ppy) _ 3 began with the increase of concentration. The existence of an appropriate critical concentration of 15% makes the luminescence of quantum dots optimal. At the same time, a series of devices with doping thickness from 8nm to 35nm have been fabricated. It is found that the critical thickness of ir (ppy) 3: CBP is about from 14nm to 18 nm. When the thickness exceeds this critical thickness, the exciton formed in ir (ppy) 3 attenuates. Finally, we study the electroluminescence process of the hybrid devices of red, green and blue. The hybrid devices are composed of red, green and blue quantum dots in a 1:1 scale. A device with the structure of ITO / PEDOT: PSS / QDs / Al was fabricated. It is found that in a certain voltage range, the luminescence intensity of a single quantum dot device increases continuously with the increase of voltage, while the luminescence of a hybrid quantum dot device decreases in short wavelength and rises in long wavelength. It is shown that when there is an external electric field, the energy transfer between quantum dots of different sizes is more efficient. At the same time, the energy transfer parameters of hybrid quantum dot electroluminescent devices are calculated. The energy transfer efficiency E, the critical energy transfer distance R 0 and the applied electric field are obtained. It can be used to fabricate white quantum dot electroluminescent devices.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O471.1;TN383.1
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 郭汝海,时红艳,孙秀冬;用格林函数法计算量子点中的应变分布[J];物理学报;2004年10期
2 孙永伟,马文全,杨晓杰,屈玉华,侯识华,江德生,孙宝权,陈良惠;空间有序的量子点超晶格的红外吸收[J];半导体学报;2005年11期
3 李欣,杨红波,俞重远;量子点应变能的有限元分析[J];中央民族大学学报(自然科学版);2005年01期
4 葛传楠;杨军;;非平衡格林函数方法在量子点电流输运问题中的应用[J];江苏教育学院学报(自然科学版);2007年04期
5 邓浩亮;姚江宏;贾国治;徐章程;;载流子热迁移对自组织量子点光致荧光的影响[J];发光学报;2007年05期
6 刘庆华;余亮;熊建文;;在光动力疗法中应用的量子点[J];激光生物学报;2008年01期
7 周旺民;蔡承宇;王崇愚;尹姝媛;;埋置量子点应力分布的有限元分析[J];物理学报;2009年08期
8 戚丽;张宝华;吴芳英;;功能化量子点应用于无机离子和小分子识别[J];化学进展;2010年06期
9 黄伟其;吕泉;王晓允;张荣涛;于示强;;不同气体氛围下硅量子点的结构及其发光机理[J];物理学报;2011年01期
10 琚鑫;郭健宏;;点内库仑相互作用对三量子点系统输运性质的影响[J];首都师范大学学报(自然科学版);2011年02期
相关会议论文 前10条
1 楚海建;王建祥;;非均质量子点结构弹性场分析的微扰理论[A];北京力学学会第12届学术年会论文摘要集[C];2006年
2 金鹏;李新坤;安琪;吕雪芹;梁德春;王佐才;吴剑;魏恒;刘宁;吴巨;王占国;;宽增益谱量子点材料与器件[A];第十六届全国晶体生长与材料学术会议论文集-02半导体材料器件及应用[C];2012年
3 琚鑫;郭健宏;;量子化表面等离子体极化激元与耦合量子点系统相互作用的格林函数理论[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
4 王宝瑞;徐仲英;孙宝权;姬扬;孙征;Z.M.Wang;G.J.Salamo;;InGaAs/GaAs量子点链状结构光学性质的研究[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
5 黄伟其;刘世荣;;用量子受限模型分析硅氧化层中的锗低维纳米结构(英文)[A];贵州省自然科学优秀学术论文集[C];2005年
6 马丽丽;邵军;吕翔;李天信;陆卫;;不同密度InAs/GaAs自组织量子点的光致发光比较研究[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
7 王宝瑞;孙征;孙宝权;徐仲英;;InGaAs/GaAs链状量子点结构的光学特性研究[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
8 王鹏飞;熊永华;吴兵朋;倪海桥;黄社松;牛智川;;异变生长GaAs基长波长InAs垂直耦合量子点[A];第十五届全国化合物半导体材料,微波器件和光电器件学术会议论文集[C];2008年
9 李烨;涂洁;;砷化镓量子点太阳电池及材料的研究现状[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
10 刘鹏强;王茺;杨宇;;Si表面生长Ge量子点的研究进展[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
相关重要报纸文章 前1条
1 本报记者 董映璧;俄力推纳米研究成果走向应用[N];科技日报;2006年
相关博士学位论文 前10条
1 吴荣;用导电原子力显微镜研究锗硅量子点和量子环的形貌和电学特性[D];复旦大学;2007年
2 林健晖;锗硅量子点的自组织生长和微结构的研究[D];复旦大学;2009年
3 蔡其佳;锗硅量子点的制备及退火特性研究[D];复旦大学;2010年
4 邓宇翔;耦合量子点体系的电子输运研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 张辉;双量子点中的量子信息研究[D];中国科学技术大学;2008年
6 龚明;量子点光学性质的经验赝势计算[D];中国科学技术大学;2010年
7 安利民;含镉量子点体系的制备与荧光性质研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 杨冬芝;量子点的制备及其在生物分析中的应用[D];东北大学;2008年
9 温亚楠;卟啉及量子点光敏剂荧光光谱特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 董微;量子点的制备及在生物标记中的应用[D];东北大学 ;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 张建平;耦合双量子点器件中电子自旋态的量子测量[D];复旦大学;2008年
2 张生利;单个锗硅量子点和量子环的电学性质及其组分分布的研究[D];复旦大学;2009年
3 王艳伟;基于量子点的分布式量子计算[D];温州大学;2008年
4 蔡涯文;水溶性量子点与纳米金相互作用的光谱研究[D];华中农业大学;2008年
5 温玉兵;耦合量子点系统的特性研究[D];山西大学;2009年
6 王红仙;量子点耦合结构输运和光学性质研究[D];山西大学;2010年
7 张梓良;耦合双量子点中电子输运的全计数统计[D];山西大学;2010年
8 赵伟;量子点的组分分布和电子结构计算[D];北京邮电大学;2010年
9 张静;磁场作用下三量子点体系中双电子性质的研究[D];河北师范大学;2011年
10 姜哲;外场驱动下耦合量子点系统动力学性质的理论研究[D];中国工程物理研究院;2005年
,本文编号:2085494
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2085494.html