量子点荧光寿命动力学的实验研究

发布时间：2020-12-03 00:17

　　荧光寿命的分析对于揭示量子点的光学特性机理和实现其相关应用都具有重要意义。荧光衰减曲线拟合是目前测量量子点荧光寿命的常规手段,该方法通过时间相关单光子计数技术获得荧光衰减曲线,再对其进行拟合得到荧光寿命。目前已经实现利用皮秒量级时间分辨率的时间相关单光子计数设备和皮秒量级脉冲宽度的脉冲光源测量到短至亚纳秒量级的荧光寿命。然而,这种荧光衰减曲线拟合法无法消除来自背景光和单光子探测器暗计数的影响,从而导致拟合得到的荧光寿命准确度降低,增大拟合光子数虽然可以一定程度上缓解该不利影响,却又不可避免地降低了荧光寿命测量的时间分辨率和测量速率,因此寻找一种可以实现对荧光寿命准确、快速而又高时间分辨率测量的新的替代方法变得愈加必要。本文主要研究内容:(1)提出了一种基于单光子调制技术测量量子点荧光寿命的新方法。该方法利用脉冲激光对量子点荧光的内禀调制,根据调制频谱信号幅值和荧光寿命之间的非线性对应关系,可实现对量子点荧光寿命高准确度、高速率以及高时间分辨率地测量和获取。(2)理论推导了在量子点的单一动力学过程中,荧光寿命和脉冲重复频率频谱信号幅值之间的解析关系式。在实验上,通过对荧光光子到达时间进行... 

【文章来源】：山西大学山西省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

原子、分子、量子点以及体材料的能态密度分布与相应轨道理论原理图

10]。图1.2展示了在近紫外光激发下，CdSe量子点尺寸由~1nm逐渐变为~10nm时，发射荧光从蓝色光逐渐变为红色光，对应下图中的谱线红移。图 1.2 量子点尺寸效应[5]2. 库伦阻塞效应库伦阻塞效应体现在量子点对外部负载流子具有排斥作用[11, 12]。基于库伦阻塞效应，可以制成控制单个电子进出量子点的新型电子器件，这类器件有望用于新一代集成电路以及未来的量子计算机。3. 量子隧穿效应量子点中的电子和空穴在转移和运动中具有明显的波动性，使得电子能够由一个势阱穿过势垒到达另外的势阱，从而形成费米电子群，此即量子隧穿效应[13-15]。量子隧穿效应打破了摩尔定律对微电子领域发展速度的预言，限制了以硅晶体管为主体的集成电路在未来的发展潜力

极管具有较低的生产成本和良好的性能。自上器件在制备方式、发光波长、量子效率以及发其衍生出的量子点显示技术在近年来发展快色域广、色度纯以及可柔性化等优点[28]，目前自上世纪八十年代被 Arakawa 研究小组[29]提突破与进展[30-34]，目前其可实现波长已与传统进以及新型结构的出现，这种新型激光器在阈的性能正在不断得到提升，表现出很大的研究电池利用新型量子点材料作为光电转换薄膜效率[35]，远远超过之前发展起来的同类型研制成功世界上第一个量子点太阳能电池[36]，通过改进合成材料与结构等方式，使其转换效%以上的转换效率[40]。


本文编号：2895680