近幾年來,全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)CsPbX₃（X=Cl,Br,I）憑借其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì),例如,發(fā)光波長在整個可見光區(qū)域可調(diào),窄的半峰寬,高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率以及簡潔的合成方法,在鈣鈦礦太陽能電池,發(fā)光二極管,光電探測器以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。本文主要從制備高質(zhì)量全無機(jī)CsPbX₃（X=Br,I）鈣鈦礦量子點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn),采用熱注入法,通過細(xì)化熱注入溫度,合成了一系列CsPbBr₃量子點(diǎn)以及CsPbI₃量子點(diǎn),探究不同反應(yīng)溫度下CsPbX₃（X=Br,I）量子點(diǎn)性質(zhì)的差異。本論文主要研究內(nèi)容如下所示:1.全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)CsPbX₃（X=Br,I）的制備。實(shí)驗(yàn)方法采用熱注入法,通過對CsPbBr₃量子點(diǎn)的最佳反應(yīng)時長探索,確定了制備CsPbX₃（X=Br,I）量子點(diǎn)的反應(yīng)時間,隨后改變熱注入溫度,設(shè)置溫度區(qū)間為140℃-220℃,溫度間隔20℃,制備了一系列全無機(jī)CsPbX₃（X=Br... 

【文章來源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)示意圖

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1.1典型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)示意圖量子點(diǎn)，也就是膠體半導(dǎo)體納米晶體，粒徑一般情況下在1-100nm，它的半徑小于或近似于波爾半徑，在空間三個維度上都存在量子限域效應(yīng)[17,18]，導(dǎo)致電子的運(yùn)動受到了限制，能級結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，由連續(xù)能級轉(zhuǎn)變?yōu)榉至⒌碾娮幽芗壗Y(jié)構(gòu)。由于量子點(diǎn)具有量子限域效應(yīng)，從而出現(xiàn)了尺寸可以對能帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控的獨(dú)特性質(zhì)。量子點(diǎn)獨(dú)特的量子限域效應(yīng)還引起了一些其他效應(yīng)，例如尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)以及宏觀量子隧道效應(yīng)，進(jìn)而展現(xiàn)出了不同于宏觀材料的獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)。常見的量子點(diǎn)主要是形狀主要為球形或者類球形，此外，還有箱形量子點(diǎn)、圓盤形量子點(diǎn)以及四面體形量子點(diǎn)等。其中，球形量子點(diǎn)的核心結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.2所示，由核、殼以及外面包裹的有機(jī)配體組成。圖1.2球形量子點(diǎn)核心結(jié)構(gòu)示意圖

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文31.3鈣鈦礦量子點(diǎn)的發(fā)光原理與光學(xué)性質(zhì)1.3.1鈣鈦礦量子點(diǎn)的發(fā)光原理量子點(diǎn)作為一種半導(dǎo)體材料，電子具有兩種不同的能量狀態(tài)，價(jià)帶以及導(dǎo)帶。當(dāng)鈣鈦礦量子點(diǎn)經(jīng)過特定波長的激光照射后，吸收光能進(jìn)入激發(fā)態(tài)，價(jià)帶上的電子躍遷到導(dǎo)帶上，在價(jià)帶上留下空穴，電子和空穴之間由庫侖作用力相互吸引，這樣量子點(diǎn)上就出現(xiàn)了一個電子空穴對，會發(fā)出熒光，當(dāng)停止激光的照射后，熒光現(xiàn)象也隨之停止[19]。導(dǎo)帶上的電子再度躍遷回價(jià)帶的過程中，有三種發(fā)光形式，如圖1.3所示，電子與空穴直接復(fù)合發(fā)光，電子被量子點(diǎn)中的缺陷能級捕獲發(fā)光，或者電子進(jìn)入摻雜離子能級之中發(fā)光。圖1.3量子點(diǎn)激子發(fā)光三種形式[19]（a）電子空穴發(fā)光（b）缺陷態(tài)發(fā)光（c）摻雜離子發(fā)光（1）電子與空穴復(fù)合發(fā)光量子點(diǎn)發(fā)光主要是由于電子與空穴的復(fù)合，如果要使量子點(diǎn)產(chǎn)生熒光效果，首先需要一個激子，獲得激子的方式有兩種，光致或者電致。通過電致或者光致，使量子點(diǎn)產(chǎn)生電子-空穴對，形成電子空穴復(fù)合發(fā)光，這種方式一般被稱為帶邊復(fù)合[20,21]。（2）缺陷態(tài)捕獲電子發(fā)光量子點(diǎn)如果存在缺陷，相當(dāng)于量子點(diǎn)多了許多能級，空穴和電子就有可能進(jìn)入到這些能級之中，形成缺陷態(tài)發(fā)光，量子點(diǎn)的帶邊復(fù)合就會相對減少，這也是量子產(chǎn)率降低的主要原因[22,23]。因此，研究人員通常會選取配體修飾這一方法減少量子點(diǎn)表面缺陷態(tài)的存在，以此來提高量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率。（3）摻雜離子發(fā)光

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鈣鈦礦材料在激光領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J]. 王蘭,董淵,高嵩,陳奎一,房法成,金光勇.  中國光學(xué). 2019(05)
[2]量子點(diǎn)的光學(xué)特征及其在生命科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 鄒明強(qiáng),楊蕊,李錦豐,馬吉湘,王楠.  分析測試學(xué)報(bào). 2005(06)

博士論文
[1]高效穩(wěn)定的鈣鈦礦量子點(diǎn)的合成、表征及LED器件性能研究[D]. 劉哲欽.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2019
[2]鈣鈦礦量子點(diǎn)與金屬有機(jī)框架復(fù)合材料的制備、性能與應(yīng)用研究[D]. 張地偉.北京科技大學(xué) 2019

碩士論文
[1]有機(jī)鹵化物CH3NH3PbX3材料光學(xué)性能研究[D]. 張冰.北京交通大學(xué) 2017



本文編號：3349429