具有量子限域特性的半導(dǎo)體納米晶,又稱量子點(diǎn)（quantum dots,簡(jiǎn)稱QDs）,由于其量子尺寸效應(yīng)而具有獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性能,如連續(xù)可調(diào)的發(fā)射波長(zhǎng)、寬的激發(fā)光譜、窄的發(fā)射光譜、高的熒光量子產(chǎn)率和光化學(xué)穩(wěn)定性以及抗熒光漂白,使其廣泛應(yīng)用于發(fā)光二極管（LED）、生物檢測(cè)、激光器和太陽(yáng)能電池敏化劑等方面,且在近來取得了重大研究進(jìn)展�，F(xiàn)今,高質(zhì)量的熒光量子點(diǎn)通常通過膠體化學(xué)的方法（如有機(jī)相合成方法）制備得到。合成過程中,一方面,在其低禁帶核上生長(zhǎng)高帶隙殼層使量子點(diǎn)核表面鈍化,另一方面,在其表面引入有機(jī)配體,使量子點(diǎn)的尺寸均一且可溶于多種有機(jī)溶劑,熒光量子產(chǎn)率（PL QY）相對(duì)穩(wěn)定。然而,當(dāng)將量子點(diǎn)應(yīng)用于光學(xué)器件如發(fā)光二極管時(shí),需要與硅樹脂混合,量子點(diǎn)與原始溶劑的分離使其表面的溶劑去除,從而可能導(dǎo)致量子點(diǎn)表面存在更多的表面缺陷和量子點(diǎn)的聚集。此外,在熱固化過程中,還會(huì)引起量子點(diǎn)的熒光淬滅。因此,如何將量子點(diǎn)穩(wěn)定在基質(zhì)中是它們?cè)诠虘B(tài)器件實(shí)際應(yīng)用中存在的關(guān)鍵問題。為了擴(kuò)大量子點(diǎn)在固態(tài)顯示和照明中的應(yīng)用,將量子點(diǎn)封裝到薄膜中是一種可行的方法。目前,研究者們已經(jīng)開發(fā)了多種制備量子點(diǎn)光致發(fā)光薄膜材料的... 

【文章來源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）核殼結(jié)構(gòu)的QDs示意圖；（b）“熱注入”法合成QDs的反應(yīng)裝置圖

高質(zhì)量的 QDs 都被證明是卓有成效的[34,37]。接著，Hines 和 Guyot-Sionnest 于 1996 年報(bào)道了 CdSe/ZnS 核/殼量子點(diǎn)的高溫合成方法[38-39]，這些 QDs 在 23 ℃具有 50%的總量子產(chǎn)率，并且研究結(jié)果表明，此方法可實(shí)現(xiàn)高色純度和高亮度的目的，這種高色純度為其商業(yè)應(yīng)用開辟了可能性。隨后，QDs 的研究擴(kuò)展到許多不同的領(lǐng)域。過去的十幾年里，配體-量子點(diǎn)表面鍵合及其對(duì) QDs 發(fā)光影響的研究有了很大進(jìn)展[40-43]。表面配體對(duì) QDs溶解性及其應(yīng)用至關(guān)重要，配體對(duì)表面電子態(tài)的影響也很強(qiáng)，這就是所謂的“陷阱態(tài)”，它會(huì)降低 QDs 的發(fā)光效率，但人們對(duì)它的了解甚少。最近的研究證明，在量子點(diǎn)中，通常是由富含金屬陽(yáng)離子或硫系化合物陰離子（例如 Cd2+和 Se2 ）來平衡陰離子表面活性劑配體（如羧酸鹽）或外層離子（如烷基）的電荷[43]。表面配體的結(jié)合和交換機(jī)理及其對(duì)電子結(jié)構(gòu)的影響還有待進(jìn)一步研究，這對(duì)提高量子點(diǎn)的發(fā)光效率和穩(wěn)定性具有重要意義。

這些粒子的發(fā)光可以在一個(gè)非常寬的連續(xù)可調(diào)的光譜范圍內(nèi)，從紫外光，貫穿可見光，直至近紅外和中紅外波段。當(dāng)尺寸分布較小時(shí)，發(fā)射帶寬較窄，絕緣殼層外延生長(zhǎng)后的熒光量子效率可接近100%。圖1-3a也說明了可以通過改變QDs化學(xué)成分和尺寸來擴(kuò)展其光譜可調(diào)性[49,50]。所以，基于量子點(diǎn)的這一特性，其帶隙大小的調(diào)控可通過改變 QDs 顆粒尺寸來實(shí)現(xiàn)，從而大大降低對(duì)某些特定高成本發(fā)光材料的依賴性。與有機(jī)染料相比，量子點(diǎn)精確的光譜連續(xù)可調(diào)性（甚至在近紅外區(qū)），是一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。其中，基于 CdSe 的核殼量子點(diǎn)是目前可見光區(qū)量子點(diǎn)材料的首選[49,51-53]，硫族化物量子點(diǎn)在近紅外器件的應(yīng)用中占主導(dǎo)地位。圖 1-3（a）在紫外光激發(fā)下，不同組成和尺寸的量子點(diǎn)溶液的發(fā)光照片；（b）CdSe/ZnS 和 PbS/CdS核/殼量子點(diǎn)的光致發(fā)光譜，插圖展示了一個(gè)典型的核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)示意圖。引自參考文獻(xiàn)[54]。（2） 色純度高與傳統(tǒng)的有機(jī)染料相比


本文編號(hào)：3569975