高質量藍綠色發(fā)光合金核殼納米晶的制備及其LED應用.pdf

1、半導體量子點(QDs)具有寬的發(fā)光范圍(從紫外到遠紅外)、發(fā)光峰窄且發(fā)光穩(wěn)定、熒光量子產(chǎn)率(QY)高、可在同一激發(fā)光下實現(xiàn)多顏色量子點激發(fā)等出色的光學性質,使其在量子點發(fā)光二極管、生物標記、太陽能電池等領域具有廣泛的應用前景。傳統(tǒng)的二元量子點只能通過調節(jié)尺寸來調節(jié)光學性質,很難獲得量子產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好的藍綠色熒光,這是因為當量子點尺寸很小(小于2 nm)時,難以通過外延生長無機殼層材料來鈍化其表面。然而,基于量子點的藍綠色發(fā)光二極管是開

2、發(fā)下一代顯示器和白色固態(tài)發(fā)光器件的必要元素。因此,如何成功制備出高亮度、高穩(wěn)定性的藍綠色發(fā)光量子點具有十分重要的意義。合金量子點不僅可以通過尺寸調節(jié),還可以通過改變其組分來獲得所需要的發(fā)光,可以很好地實現(xiàn)藍綠色發(fā)光。
　　(1)核殼結構量子點的光學性質可以通過改變核的發(fā)光波長、量子產(chǎn)率、激子壽命等調節(jié)其光學性質,并通過外延生長的殼層材料隔絕了高活性核與外界環(huán)境的接觸,使得核殼量子點具有低的環(huán)境敏感性和高的抗光漂白性;而且殼層材料有

3、效地鈍化了核量子點的表面,極大地提高了熒光量子產(chǎn)率。但是目前大量的量子點合成都采用了有毒、昂貴、易燃易爆的含膦化合物(三辛基膦TOP/三丁基膦TBP),極大地限制了其商業(yè)化應用。因此如何實現(xiàn)無TOP/TBP參與的藍綠色穩(wěn)定發(fā)光量子點制備成為一個迫切需要解決的問題。本論文基于上述問題為出發(fā)點,采用無膦法合成了藍綠色合金量子點,并外延生長殼層材料來獲得高質量的、藍綠色發(fā)光的核殼結構量子點,主要研究內容如下:采用無膦法,制備了高質量的CdSS

4、e量子點,通過調控其組分,實現(xiàn)了量子點藍綠色區(qū)間發(fā)光。為了實現(xiàn)高熒光量子產(chǎn)率、高穩(wěn)定性的核殼量子點,減少CdSSe核量子點和ZnS的晶格失配度,我們在二者中間引入CdS/ZnCdS作為緩沖層。這種結構可以有效地將CdSSe核材料的晶格常數(shù)過渡到 ZnS殼層材料,減少了殼層生長過程中引起的晶格缺陷,從而獲得了高質量的、藍綠色發(fā)光的CdSSe/CdS/ZnCdS/ZnS核殼量子點,其熒光量子產(chǎn)率可達50-70％。通過配體交換,驗證了其光學穩(wěn)

5、定性,說明這種結構可以成功的獲得高亮度、高穩(wěn)定性的核殼量子點。
　　(2)采用無膦法,制備了高質量的ZnCdSSe量子點,通過調控其組份,我們獲得了熒光范圍在450-550nm的發(fā)光,由于ZnCdSSe核量子點與ZnS的晶格失配度小,我們直接在所制備的ZnCdSSe量子點外延生長了ZnS殼層材料,這種方法不僅簡化了實驗操作,同時極大地提高了熒光量子產(chǎn)率,在450-550nm波長范圍內可以達到50-75%。隨后利用所制備的藍綠色發(fā)光