稀土掺杂的全无机钙钛矿量子点荧光温敏特性研究

发布时间：2020-11-15 04:43

　　 因其吸收范围广、荧光量子效率高、发光光谱线宽窄、发光范围可以通过卤素组分与粒径控制实现紫外到红外的调节等优点,钙钛矿量子点作为一种新型的光电材料得到了广泛的研究,在照明、显示、光电探测、太阳能电池、激光器等领域的应用前景是非常广阔的。量子点是一种新型的温度敏感材料,但相应的研究主要集中在Ⅳ-Ⅵ族胶体半导体量子点。由于离子晶体结构,钙钛矿量子点对温度较Ⅳ-Ⅵ族量子点更为敏感,但将其作为温度敏感材料的研究却鲜有报道。本文采用热注入法制备了全无机钙钛矿量子点材料,研究了全无机钙钛矿CsPbCl3量子点的荧光温敏特性。通过掺入稀土离子,实现了多模发光的稀土掺杂量子点材料。利用量子点发光峰与稀土离子发光峰之间的荧光强度比来提升量子点材料测量温度的精确度及稳定性。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)对全无机钙钛矿CsPbCl3量子点在22-62 ℃范围内进行变温荧光光谱测试,研究了其随温度变化的光致发光特性。随着温度的上升,量子点的发光峰值位置逐渐移向长波波段,半峰全宽逐渐展宽,激子发射峰的强度迅速下降,展现了良好的荧光温敏特性。结果表明,发光强度对温度变化更为敏感,而峰值位置、半峰全宽与温度呈现了良好的线性关系。(2)研究了 Ce3+掺杂CsPbCl3量子点的荧光温敏特性,对比了 CsPbCl3量子点基质与CsPbCl3:Ce3+的变温荧光光谱。随着温度的升高,量子点的发光强度与Ce3+的发光强度均逐渐降低,但两者的变化程度不同。相较于量子点的发光强度的迅速降低,Ce3+的发光则呈现出缓慢的下降趋势。通过计算两者之间的荧光强度比,得到了 CsPbCl3:Ce3+量子点的绝对灵敏度与相对灵敏度。(3)研究了 Eu3+掺杂CsPbCl3与CsPbBr3量子点的荧光温敏特性,结果表明随着温度的升高,CsPbX3(X=Cl,Br)量子点基质的发光强度逐渐降低,Eu3+的发光强度基本保持不变。计算了 CsPbBr3量子点与Eu3+的5D0→7F2跃迁发光峰之间的荧光强度比,得到了 CsPbBr3:Eu3+量子点的绝对灵敏度与相对灵敏度。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O471.1
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 钙钛矿量子点概述
        1.1.1 量子点的基本概念
        1.1.2 量子点的基本性质
        1.1.3 量子点的发光机理
    1.2 稀土离子简介
        1.2.1 稀土元素与稀土离子
        1.2.2 稀土离子的能级结构与光谱特性
    1.3 稀土掺杂钙钛矿量子点研究现状
    1.4 本论文的主要研究工作
2 实验方法
    2.1 量子点常用的制备方法
    2.2 样品制备
        2.2.1 实验设备及原料
        2.2.2 样品合成方法及实验步骤
    2.3 表征手段
3量子点荧光温敏特性研究'>3 CsPbCl₃量子点荧光温敏特性研究
    3.1 引言
3量子点的结构与光谱特性'>    3.2 CsPbCl₃量子点的结构与光谱特性
3量子点荧光温敏特性研究'>    3.3 CsPbCl₃量子点荧光温敏特性研究
    3.4 本章小结
3+掺杂CsPbCl₃量子点荧光温敏特性研究'>4 Ce³⁺掺杂CsPbCl₃量子点荧光温敏特性研究
    4.1 引言
3:Ce³⁺量子点的结构与光谱特性'>    4.2 CsPbCl₃:Ce³⁺量子点的结构与光谱特性
3:Ce³⁺量子点的荧光温敏特性研究'>    4.3 CsPbCl₃:Ce³⁺量子点的荧光温敏特性研究
    4.4 本章小结
3+掺杂CsPbX₃（X=Cl,Br）量子点荧光温敏特性研究'>5 Eu³⁺掺杂CsPbX₃（X=Cl,Br）量子点荧光温敏特性研究
    5.1 引言
3:Eu³⁺量子点的光学及荧光温敏特性研究'>    5.2 CsPbCl₃:Eu³⁺量子点的光学及荧光温敏特性研究
3:Eu³⁺量子点的光学及荧光温敏特性研究'>    5.3 CsPbBr₃:Eu³⁺量子点的光学及荧光温敏特性研究
    5.4 本章小结
6 总结
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 黄世华,由芳田;固体中稀土离子的4f~(n-1)5d组态[J];中国稀土学报;2002年06期

2 倪申宽;Hund规则的理论研究[J];安徽师大学报(自然科学版);1991年04期

相关博士学位论文 前1条

1 周少帅;用于温度传感的NaY(Lu)F_4:RE和Y_2O_3:RE发光特性研究[D];中国科学技术大学;2015年

本文编号：2884357