全无机碳量子点发光器件制备及发光性能研究

发布时间：2021-01-21 00:26

　　碳量子点（CDs）是一类新型纳米材料,具有发光稳定、毒性低、生物相容性好等优点。此外,CDs的表面容易功能化,发光波长容易调谐。有望成为Cd、Pb基半导体量子点的代替品。尽管国内外对CDs的合成和光电性能已经进行了广泛的研究,但是由于CDs的制备方法多种多样,其成分和结构十分复杂,导致CDs的发光机理尚未明确。而且目前所报道的基于CDs的发光二极管中,其电致发光往往掺杂着有机半导体的复合发光,使得CDs的发光起源变得难以明晰。基于现阶段对CDs的研究成果,本文开展了以下几个方面的研究:（1）提出以菠菜作为碳源分别通过溶剂热法和简单的研磨法制备出红色荧光CDs,通过PL、PLE、吸收光谱、红外光谱和TEM对其进行表征和分析其发光性能。证明了以绿色植物菠菜作为碳源及研磨法制备CDs红色荧光CDs的可行性。（2）以柠檬酸和尿素作为碳源、以水热法制备出蓝色荧光CDs。设计了 Ag/CDs/Si/In&Ga结构的全无机CDs LED用于其发光机理的研究。该器件设计可以有效防止有机半导体对CDs发光起源的影响。发现CDs不同发光中心分别与其碳核、C=O、-NH2官能团有关。（3）将 PMM... 

【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一不同碳点

－ｃＫ０＂?．＾－＼ｄ??ｃａｒ＆ｏｎｔｚａｔｆｏｎ??Ｍ＾Ｗ－９??图１－２不同碳点的制备流程图［４４＂４５’４９］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃａｒｂｏｎ?ｐｏｉｎｔｓ?１４４－４５’４９］??与传统的半导体一样，荧光碳材料一般用透射电镜（ＴＥＭ）、扫描电镜（ＳＥＭ）进??行表征，ＣＤｓ的粒径小于１０?ｎｍ是具有石墨或类金刚石结构的新型荧光碳纳米材料，是??以碳为基本骨架、表面含有大量含氧基团的纳米颗粒。如图１－１碳点的ＴＥＭ所示ＣＤｓ??是均匀的球状颗粒［３５］，ＨＲＴＥＭ图像显示出ＣＤｓ清晰的晶格条纹，并且结合了傅立叶变??换（ＦＦＴ）、傅里叶逆变换ＯＦＦＴ）模式和ＸＲＤ图谱验证了?ＣＤｓ具有高度的结晶度没有??明显的晶格缺陷，而且晶体结构与石墨碳相对应。并且通过ＸＰＳ能谱测试证实了?ＣＤｓ??粒子核中杂化能级ｓｐ２的存在。当然，在其他相关的报道中也证实碳量子点具有高的结??晶性，内部含有ｓｐ２甚至是ｓＰ３杂化能级的存在［３６４４］。??如图１－２所示，由于碳点制备方法各不相同，碳源的来源不同，碳化过程的条件也??不尽相同

广西大学硕士学位论文全无机碌量子点发光器件制备及发光性能研究??ＣＤＳ中多环芳碳环中共轭体系的７Ｔ－７Ｉ＊跃迁有关［５５］。这些吸收峰的起源都是与荧光碳纳米??材料的７Ｔ电子跃迁有关。这些与ＳＰ２区域杂化能级相关的吸收峰的发现为碳点的荧光机??理的解释提供了可能性。如图１－３所示，ＣＤｓ的荧光机理的初步解释是来源于碳核中的??７１电子和表面态的电子的跃迁辐射［５６］。图１－４是近几年的提出来的ＣＤｓ的ＰＬ发射途径??原理图［５７＃］。每个ＰＬ发光中心都对应于不同的电子空穴重组机制，在紫外光的激发下??电子从基态激发并被表面态俘获，而被激发电子通过非辐射路径返回基态或是通过辐射??路径返回基态发出可见光。［６（）］??，?Ｄｅｎｓｉｔｙ???


本文编号：2990077