【摘要】：無機半導體納米晶具有尺寸依賴的光電學性質(zhì)，高的熒光量子效率和光、化學穩(wěn)定性使其在光電轉(zhuǎn)換、發(fā)光顯示等領(lǐng)域具有越來越大的應用潛力，成為了近年來基礎(chǔ)研究和應用開發(fā)的熱點。然而在半導體納米晶的實際深入應用過程中，特別是在新型光電器件的構(gòu)建上，人們迫切需要獲得半導體納米晶準確的能帶結(jié)構(gòu)參數(shù)，而傳統(tǒng)的能帶確定方法如能譜法和電化學法樣品制備繁瑣，操作過程復雜，受外界干擾較大，因此快速準確的能帶結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的新方法的提出具有重要的意義。此外，在獲取能帶結(jié)構(gòu)參數(shù)之后，以能帶結(jié)構(gòu)參數(shù)為指導，通過能帶工程合理地調(diào)控納米晶的電子能級結(jié)構(gòu)來獲得具有新性質(zhì)或多功能的納米新材料具有較強的現(xiàn)實應用價值�；谝陨蠁栴}的研究，本論文取得以下研究成果： 1.我們在第二章提出種用過渡金屬Cu和Ag摻雜的方法確定了半導體納米晶能級結(jié)構(gòu)。這種新方法，相對于傳統(tǒng)的能帶確定方法，采用了更加直接的光學確定法，快速、準確、受外界干擾小，同時實驗條件更加的溫和，對受主半導體納米晶影響極小。隨后，我們在第三章將這種具有普適性的方法應用于其它常見的半導體納米晶真空能級確定，并揭示了相同帶隙不同維度納米晶材料真空能級的關(guān)系，為半導體納米晶的實際應用奠定了理論基礎(chǔ)。 2.在獲取不同半導體納米晶材料的能級結(jié)構(gòu)參數(shù)后，基于能帶工程理論，我們在第四章通過摻雜核殼等能帶工程手段制備合成了了Cu:InP/ZnS/InP/ZnS雙光量子點。Cu摻雜InP內(nèi)核與InP壁層構(gòu)成，ZnS作為隔離層，可以有效地隔離內(nèi)核與外壁的電子波函數(shù)，使兩個發(fā)光體系去耦化。此外，Cu摻雜InP內(nèi)核與壁層InP的發(fā)光組合成了一個從藍綠光到近紅外發(fā)光的寬發(fā)光體系。我們將此單相寬發(fā)射的雙光量子點灌封于藍光LED后，可以獲得從藍光區(qū)到近紅外區(qū)的均勻連續(xù)白光光譜，色溫在4950K，顯色指數(shù)達到91，色度坐標處于(0.332,0.330)，具有極高的白光質(zhì)量。 3.第五章，為了進一步解決雙光量子點中出現(xiàn)的自吸收現(xiàn)象，我們提出了一種新型的單相寬發(fā)射的Cu:CdS/ZnSe/ZnS雙光量子點。我們?nèi)匀徊捎媚軒Чこ淌侄危菏紫群铣蒀u摻雜CdS半導體納米晶，使量子點發(fā)射處于紅光區(qū)；然后在此量子點表面包覆ZnSe材料，CdS和ZnSe形成了Type-II結(jié)構(gòu)，從而在黃綠區(qū)間產(chǎn)生新的熒光峰，最后包覆寬帶隙的ZnS材料后，可以有效地鈍化粒子的表面缺陷，提高粒子的光和化學穩(wěn)定性。我們合成的粒子，不管是內(nèi)核Cu:CdS還是CdS/ZnSe壁層Type-II結(jié)構(gòu)發(fā)光，都有非常大的Stokes位移，極大地減小了粒子的自吸收和重吸收現(xiàn)象，提高了粒子在樹脂中的熒光量子效率，最高效率已經(jīng)達到了60%以上。其次，合成的雙光量子點具有較好的光和熱穩(wěn)定性，在長時間處于80℃時仍能保持熒光譜的穩(wěn)定性。最后，該種核殼粒子減少了雙光粒子的包覆層數(shù)，在合成上具有一定的改進，更加適應于大規(guī)模合成領(lǐng)域。我們將合成的雙光粒子組裝在藍光LED中后，同樣能夠制備出顯色指數(shù)能夠達到90，色度坐標處于(0.325,0.330)的高質(zhì)量白光，顯示該材料具有極高的實際應用價值。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN312.8;TB383.1
【圖文】：

吉林大學博士學位論文左圖是我們合成的不同尺寸的 ZnSe 納米晶的紫外可見吸收光譜一激子吸收峰位逐漸向長波區(qū)紅移并且寬化，主峰峰位分別 304 nm，紅移代表著 ZnSe 納米晶粒子尺寸的逐漸增大，寬化代粒徑分布略微變大。圖 1 右圖是對應的 Cu 摻雜 ZnSe 納米晶摻雜反應時間的持續(xù)，ZnSe 納米晶的本征發(fā)光會逐漸減弱，增強，同時摻雜熒光峰位保持恒定，對應的摻雜峰位分別為448m。

【共引文獻】

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本文編號：2747559