碳量子点薄膜制备及电致发光器件

发布时间：2017-06-13 08:08

  本文关键词：碳量子点薄膜制备及电致发光器件，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：碳量子点是一种尺寸在10 nm以下的准零维半导体纳米材料,具有低毒性、易制备、高荧光效率等优异特性,目前已在薄膜太阳能电池、发光二极管、光催化、探测器,传感器、生物探针等方面获得应用。本文开展碳量子点薄膜制备及碳量子电致发光器件的工艺研究,获得了以下结果:(1)本文采用高温液相法由柠檬酸与十八胺合成了荧光碳量子点(CD),对比了氯仿和甲苯作为碳量子点分散液所制备的薄膜质量,发现甲苯溶液条件下制备的碳量子点薄膜的粗糙度远低于氯仿溶液所制备的薄膜,分析认为溶剂的极性与量子点在溶剂中的分散性是成膜的关键因素。比较了超声时间对成膜的质量的影响,发现超声时间延长,成膜质量提高。通过合成双亲物质单烷基马来酸将碳量子点改性,与正电聚合物PDDA交替沉积在ITO表面,初步探索了碳量子点的层层自组装成膜。制备了基于碳量子点的CD/PMMA复合薄膜和双亲聚合物PVP的双层EL器件,对比发现两个器件开启电压分别为8 V和2.5 V,后者在发光强度方面提升了4倍。(2)制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK/CD/Al的双发光层器件,通过引入功能层材料调控电子的注入与传输行为。当增加LiF功能层后,增大了电子的注入,降低了器件的工作电压,将电压下的激子复合区域调整到PVK层,高电压下出现了碳量子点与聚合物PVK的激基复合物发光;当增加电荷阻挡层PMMA后,激子复合更多发生在碳量子点层,器件实现了暖白光的发射。通过减小器件制备过程中碳量子点的浓度,增大了器件的工作电流,使器件的色坐标向蓝光区移动。
【关键词】：碳量子点 电致发光器件 空间电荷
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN383.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 碳量子点的电子结构9-10
• 1.2 碳量子点的制备与应用10-13
• 1.3 基于碳量子点电致发光器件研究13-17
• 1.3.1 量子点电致发光器件原理及结构13-14
• 1.3.2 碳量子点电致发光器件研究现状14-17
• 1.4 本论文中选用的测量与分析技术17
• 1.5 本论文的主要工作17-18
• 第二章 碳量子点薄膜工艺优化及单层电致发光器件18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 十八胺作为碳源的高温合成碳量子点18-20
• 2.2.1 实验试剂18-19
• 2.2.2 实验过程19
• 2.2.3 碳量子点的表征与分析19-20
• 2.3 基于碳量子点单层薄膜器件制备20-26
• 2.3.1 分散溶剂对碳量子点薄膜成膜质量的影响20-21
• 2.3.2 碳量子点薄膜及单层器件的制备21-22
• 2.3.3 碳量子点薄膜形貌表征及其发光特性的研究22-25
• 2.3.4 不同分散溶剂得到的薄膜碳量子点发光器件分析25-26
• 2.4 聚合物掺杂对碳量子点EL器件的影响26-29
• 2.5 双亲聚合物PVP对碳量子点成膜和器件的影响29-30
• 2.5.1 PVP膜和碳量子点膜制备29
• 2.5.2 PVP辅助下的碳量子点膜的表征和器件性能29-30
• 2.6 碳量子点薄膜的层层自组装30-33
• 2.6.1 碳量子点的表面改性31
• 2.6.2 碳量子点与PDDA的层层自组装（LBL）成膜31-32
• 2.6.3 采用层层自组装生长的碳量子点薄膜及器件的表征分析32-33
• 2.7 本章小结33-35
• 第三章 可光谱调控的PVK/碳量子点双层电致发光器件35-48
• 3.1 引言35-36
• 3.2 双层发光器件结构设计与制备36-37
• 3.2.1 器件结构设计思路36
• 3.2.2 器件的制备36-37
• 3.3 电子注入层LiF对器件性能的影响37-42
• 3.4 增加电荷阻挡层PMMA对电致发光器件的研究42-45
• 3.5 不同碳量子点浓度优化45-47
• 3.6 总结47-48
• 第四章 总结48-49
• 参考文献49-55
• 发表论文和科研情况说明55-56
• 致谢56-57

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