锰掺杂全无机钙钛矿量子点及其在白光LED中的应用研究
发布时间：2021-06-20 16:05
全无机钙钛矿量子点CsPbX3（X=C1、Br或I）因具有一系列无与伦比的光学特性:如窄发射半高宽（可小于15nm）、高荧光量子产率（超过90%）以及发射谱可覆盖整个可见光区域（400～780nm）,使其在LED、太阳能电池、激光等领域被广泛关注。然而不幸的是其元素组成中有重金属Pb,这将会极大限制其应用。钙钛矿量子点优越的发光特性主要是由它[PbX6]4-八面体所决定的,因此在保留量子点优越发光性能前提下使用Mn2+部分替换Pb2+可降低其毒性。Mn2+橙光发射主要来源于其4T1→6A1能级跃迁并且在Mn2+掺杂钙钛矿中具有宿主激子到Mn2+激活剂之间的能量传递现象。值得注意的是,Mn2+掺杂钙钛矿量子点不仅能够降低Pb元素使用降低其毒性而且能够有效提高其结构稳定性。本论文主要对Mn2+掺杂全无机钙钛矿量子点光学特性、显微结构、稳定性以及应用方面进行研究。主要工作内容如下:第二章以热注入方法制备Mn2+掺杂钙钛矿,得到双光量子点发射同时可抑制多色光混合带来的重吸收效应。通过证明Mn2+掺杂量高的CsPbC13样品具有很强的激子到Mn2+的能量传递而来的橙光发射并对其进行阴离子交换得到...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)量子点发光原理图;(b)钙钦矿量?
＇?．?＿?ａ??图１．３传统半导体ＧａＡｓ缺陷不兼容与＜：＾５＼３钙钛矿缺陷兼容的能带结构。??１．２．２．２发射光谱可调??调控钙钛矿量子卤素组成、尺寸大小能够而实现４００？７８０ｎｍ可见光范围发??光［２３－２６］，如图１．４ａ上方为各种不同卤素配比的ＣｓＰｂＸ３量子点在荧光灯激发下表??现出五彩斑然的发光照片，下方则为对应宽广发射谱。钙钛矿量子点能实现全谱??发射主要是因为卤素组成的改变导致其禁带宽度大幅度变化。Ｎａｇ教授在他的文??章中报道了利用伏安法确定的各卤素钙钛矿导、价带相对位置图（图１．４）??图中随卤素从Ｃ１—Ｉ改变，禁带宽度一直减小，反映在光谱中即为吸收／发射的红??移。另外需注意，图中随卤素Ｃｌ—Ｉ改变其价带最高值从－６．２５ｅＶ至－５．４５ｅＶ上升??０．８ｅＶ，然而导带最小值从－３．２６ｅＶ至－３．４５ｅＶ只增加了?０．１９ｅＶ。这主要是因为Ｃ１??（３ｐ）、Ｂｒ?（４ｐ）和Ｉ?（５ｐ）原子轨道负责形成半导体价带，而组成导带的Ｐｂ?（６ｐ）??轨道几乎不随阴离子改变而变化［２６］。所以我们可以理解为，卤素离子决定ＣｓＰｂＸ３??量子点带隙。另外
１．２．２．２发射光谱可调??调控钙钛矿量子卤素组成、尺寸大小能够而实现４００？７８０ｎｍ可见光范围发??光［２３－２６］，如图１．４ａ上方为各种不同卤素配比的ＣｓＰｂＸ３量子点在荧光灯激发下表??现出五彩斑然的发光照片，下方则为对应宽广发射谱。钙钛矿量子点能实现全谱??发射主要是因为卤素组成的改变导致其禁带宽度大幅度变化。Ｎａｇ教授在他的文??章中报道了利用伏安法确定的各卤素钙钛矿导、价带相对位置图（图１．４）??图中随卤素从Ｃ１—Ｉ改变，禁带宽度一直减小，反映在光谱中即为吸收／发射的红??移。另外需注意，图中随卤素Ｃｌ—Ｉ改变其价带最高值从－６．２５ｅＶ至－５．４５ｅＶ上升??０．８ｅＶ，然而导带最小值从－３．２６ｅＶ至－３．４５ｅＶ只增加了?０．１９ｅＶ。这主要是因为Ｃ１??（３ｐ）、Ｂｒ?（４ｐ）和Ｉ?（５ｐ）原子轨道负责形成半导体价带，而组成导带的Ｐｂ?（６ｐ）??轨道几乎不随阴离子改变而变化［２６］。所以我们可以理解为，卤素离子决定ＣｓＰｂＸ３??量子点带隙。另外，不同卤素钙钛矿量子点混合时极易发生卤素离子交换，这主??要因为卤素离子具有很高密度的空位缺陷
【参考文献】：
期刊论文
[1]CsPbBr3 perovskite quantum dots: saturable absorption properties and passively Q-switched visible lasers[J]. JINGZHOU LI,HONGXING DONG,BIN XU,SAIFENG ZHANG,ZHIPING CAI,JUN WANG,LONG ZHANG. Photonics Research. 2017(05)
[2]钙钛矿（ABX3）型结构畸变的几何描述及其应用[J]. 秦善,王汝成. 地质学报. 2004(03)
硕士论文
[1]Mn4+与Mn2+掺杂的复合氧化物发光材料的合成与性能研究[D]. 卢静.温州大学 2013
[2]基于Mn2+红光的LED用A3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+（A=Ba,Sr,Ca）荧光粉的结构与光谱调控[D]. 李建.天津理工大学 2013
本文编号：3239510
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)量子点发光原理图;(b)钙钦矿量?
＇?．?＿?ａ??图１．３传统半导体ＧａＡｓ缺陷不兼容与＜：＾５＼３钙钛矿缺陷兼容的能带结构。??１．２．２．２发射光谱可调??调控钙钛矿量子卤素组成、尺寸大小能够而实现４００？７８０ｎｍ可见光范围发??光［２３－２６］，如图１．４ａ上方为各种不同卤素配比的ＣｓＰｂＸ３量子点在荧光灯激发下表??现出五彩斑然的发光照片，下方则为对应宽广发射谱。钙钛矿量子点能实现全谱??发射主要是因为卤素组成的改变导致其禁带宽度大幅度变化。Ｎａｇ教授在他的文??章中报道了利用伏安法确定的各卤素钙钛矿导、价带相对位置图（图１．４）??图中随卤素从Ｃ１—Ｉ改变，禁带宽度一直减小，反映在光谱中即为吸收／发射的红??移。另外需注意，图中随卤素Ｃｌ—Ｉ改变其价带最高值从－６．２５ｅＶ至－５．４５ｅＶ上升??０．８ｅＶ，然而导带最小值从－３．２６ｅＶ至－３．４５ｅＶ只增加了?０．１９ｅＶ。这主要是因为Ｃ１??（３ｐ）、Ｂｒ?（４ｐ）和Ｉ?（５ｐ）原子轨道负责形成半导体价带，而组成导带的Ｐｂ?（６ｐ）??轨道几乎不随阴离子改变而变化［２６］。所以我们可以理解为，卤素离子决定ＣｓＰｂＸ３??量子点带隙。另外
１．２．２．２发射光谱可调??调控钙钛矿量子卤素组成、尺寸大小能够而实现４００？７８０ｎｍ可见光范围发??光［２３－２６］，如图１．４ａ上方为各种不同卤素配比的ＣｓＰｂＸ３量子点在荧光灯激发下表??现出五彩斑然的发光照片，下方则为对应宽广发射谱。钙钛矿量子点能实现全谱??发射主要是因为卤素组成的改变导致其禁带宽度大幅度变化。Ｎａｇ教授在他的文??章中报道了利用伏安法确定的各卤素钙钛矿导、价带相对位置图（图１．４）??图中随卤素从Ｃ１—Ｉ改变，禁带宽度一直减小，反映在光谱中即为吸收／发射的红??移。另外需注意，图中随卤素Ｃｌ—Ｉ改变其价带最高值从－６．２５ｅＶ至－５．４５ｅＶ上升??０．８ｅＶ，然而导带最小值从－３．２６ｅＶ至－３．４５ｅＶ只增加了?０．１９ｅＶ。这主要是因为Ｃ１??（３ｐ）、Ｂｒ?（４ｐ）和Ｉ?（５ｐ）原子轨道负责形成半导体价带，而组成导带的Ｐｂ?（６ｐ）??轨道几乎不随阴离子改变而变化［２６］。所以我们可以理解为，卤素离子决定ＣｓＰｂＸ３??量子点带隙。另外，不同卤素钙钛矿量子点混合时极易发生卤素离子交换，这主??要因为卤素离子具有很高密度的空位缺陷
【参考文献】：
期刊论文
[1]CsPbBr3 perovskite quantum dots: saturable absorption properties and passively Q-switched visible lasers[J]. JINGZHOU LI,HONGXING DONG,BIN XU,SAIFENG ZHANG,ZHIPING CAI,JUN WANG,LONG ZHANG. Photonics Research. 2017(05)
[2]钙钛矿（ABX3）型结构畸变的几何描述及其应用[J]. 秦善,王汝成. 地质学报. 2004(03)
硕士论文
[1]Mn4+与Mn2+掺杂的复合氧化物发光材料的合成与性能研究[D]. 卢静.温州大学 2013
[2]基于Mn2+红光的LED用A3MgSi2O8:Eu2+,Mn2+（A=Ba,Sr,Ca）荧光粉的结构与光谱调控[D]. 李建.天津理工大学 2013
本文编号：3239510
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