【摘要】：近年來,有機(jī)/無機(jī)雜化鈣鈦礦量子點(diǎn)以其自身優(yōu)異的特性而引起了人們的廣泛關(guān)注。相比傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光材料,有機(jī)/無機(jī)雜化鈣鈦礦量子點(diǎn)作為直接帶隙半導(dǎo)體材料,具有熒光量子產(chǎn)率高、色純度高、光譜在可見光區(qū)域可調(diào)以及制備工藝簡單等特點(diǎn),在發(fā)光二極管、太陽能電池、光探測及激光器件等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。本論文的研究目的是合成出高熒光量子產(chǎn)率的CH_3NH_3PbBr_3鈣鈦礦量子點(diǎn)材料,進(jìn)而制備出高性能的鈣鈦礦量子點(diǎn)器件。主要研究了鈣鈦礦量子點(diǎn)的光電性質(zhì)和及其在QLED中的應(yīng)用,利用聚合物摻雜小分子與雙聚合物摻雜的空穴傳輸層來優(yōu)化器件結(jié)構(gòu),提高其空穴傳輸性能,促進(jìn)發(fā)光層中的載流子的平衡復(fù)合,最終制備出低啟亮電壓、高亮度的綠光QLED器件。具體的研究內(nèi)容如下:1.基于改進(jìn)的配體輔助再沉淀技術(shù),合成出粒徑約5 nm的膠體CH_3NH_3PbBr_3鈣鈦礦量子點(diǎn),并將其分別分散于正己烷和甲苯溶劑中。使用TEM及XRD對鈣鈦礦量子點(diǎn)的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試表征;利用XPS與UPS對鈣鈦礦量子點(diǎn)進(jìn)行了元素和能級結(jié)構(gòu)的分析;通過SEM和AFM測試,比較了不同分散劑對量子點(diǎn)薄膜成膜性的影響;利用穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)PL光譜探究了不同分散劑對量子點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明正己烷溶劑與量子點(diǎn)的表面配體具有良好的相容性,使量子點(diǎn)具有較高的熒光量子產(chǎn)率,且具有較好的成膜特性。為進(jìn)一步研究鈣鈦礦量子點(diǎn)發(fā)光器件提供了依據(jù)。2.將所合成的鈣鈦礦量子點(diǎn)材料作為發(fā)光層制備出綠光QLED器件,其結(jié)構(gòu)為:ITO/PEDOT:PSS/HTL/QDs/TPBi/LiF/Al。利用聚合物PVK摻雜不同的有機(jī)小分子作為空穴傳輸層來研究其對發(fā)光器件的性能影響。通過SEM、AFM、瞬態(tài)PL光譜探究了不同空穴傳輸層對鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜的影響。通過開爾文探針對空穴傳輸層能級的變化進(jìn)行了分析,并利用交流阻抗譜測量了器件的傳輸電阻。結(jié)果表明,PVK摻雜TAPC作為空穴傳輸層可以明顯提高器件的空穴傳輸能力,降低空穴傳輸層與發(fā)光層間的勢壘,平衡了載流子在發(fā)光層中的注入,從而降低了器件的啟亮電壓并提高了器件的發(fā)光性能。最優(yōu)化的QLED器件的啟亮電壓降低至3.6 V,在9 V下獲得了6466 cd/m~2的最大亮度,其最大電流效率為7.06 cd/A。3.利用溶液法制備出雙聚合物摻雜型(PVK:PTAA)的空穴傳輸層,通過調(diào)節(jié)摻雜比例及優(yōu)化其成膜特性,有效提高了QLED器件的發(fā)光性能。利用AFM、SEM、穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)PL光譜對空穴傳輸層進(jìn)行了表面形貌與光學(xué)特性的測試表征;通過開爾文探針、C-AFM和交流阻抗等方法分析了空穴傳輸層的能級與電荷傳輸特性。結(jié)果表明PVK摻雜PTAA的空穴傳輸層提升了薄膜表面的功函數(shù),提高了其空穴傳輸能力,并有效地阻擋了電子向傳輸層的擴(kuò)散,從而促進(jìn)載流子在發(fā)光層中有效地平衡復(fù)合。最優(yōu)化的鈣鈦礦QLED器件的啟亮電壓為3.2 V,最大亮度提高到7352 cd/m~2,器件的電流效率也提高到11.10 cd/A。
【圖文】：

1鈣鈦礦材料具有 ABX3的晶體結(jié)構(gòu)，其中 A 是非配位陽離子，通常由有機(jī)甲基（MA甲脒（FA）以及無機(jī)金屬陽離子 Cs 組成。B 位為二價(jià) p 型金屬（Pb，Sn 和 Ge 等 位被鹵化物 I，Br 或 Cl 等占據(jù)，如圖 1-1 所示[11-15]。鈣鈦礦材料具有較低的激子結(jié)3

基于鈣鈦礦的 QLED 取得了長足的進(jìn)步，如圖 1-2 所示，，最先進(jìn)的基于鈣鈦礦的 QLED 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高亮度和高的 EQE 值。這一卓越的成就受益于高 PLQY 的膠體量子點(diǎn)的合成，器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和高質(zhì)量量子點(diǎn)薄膜的制造。然而，基于鈣鈦礦的QLED 的性能仍然低于鈣鈦礦薄膜和全無機(jī)鈣鈦礦 QLED[16,29,39]，所以鈣鈦礦 OLED 器
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN383.1;O471.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 史冬梅;楊斌;;量子點(diǎn)材料與顯示技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];科技中國;2017年12期

2 汪兆平,韓和相,李國華;自組織生長的量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)及其光學(xué)特性[J];光散射學(xué)報(bào);1997年01期

3 郭振振;唐玉國;孟凡渝;李力;楊大威;;熒光碳量子點(diǎn)的制備與生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究進(jìn)展[J];中國光學(xué);2018年03期

4 翁增勝;林秀菊;;量子點(diǎn)在光電功能器件的研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2018年08期

5 安成守;王洪福;;基于量子點(diǎn)光學(xué)實(shí)驗(yàn)探討物理創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J];考試周刊;2018年81期

6 白恒軒;黃慧姿;楊依依;孫澤毅;夏振坤;紀(jì)曉婧;;微波法制備碳量子點(diǎn)及其應(yīng)用與熒光機(jī)理探究[J];化工管理;2019年01期

7 封強(qiáng);俞重遠(yuǎn);劉玉敏;楊紅波;黃永箴;;運(yùn)用解析方法分析量子點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變分布[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2006年02期

8 白光;量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)垂直輻射器件[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2002年09期

9 黃睿;吳紹全;;T型量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的自旋極化輸運(yùn)過程[J];低溫物理學(xué)報(bào);2010年04期

10 彭英才;納米量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的自組織生長[J];固體電子學(xué)研究與進(jìn)展;2000年02期

相關(guān)會議論文 前7條

1 張帆;趙東星;古英;陳弘毅;龔旗煌;;金屬球-量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)失諧對量子點(diǎn)糾纏的增強(qiáng)效應(yīng)[A];第十七屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)會議報(bào)告摘要集[C];2016年

2 王寶瑞;孫征;孫寶權(quán);徐仲英;;InGaAs/GaAs鏈狀量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性研究[A];第11屆全國發(fā)光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

3 胡楚喬;;溶劑熱法制備CuInSe_2量子點(diǎn)及其特性研究[A];第五屆新型太陽能電池學(xué)術(shù)研討會摘要集（量子點(diǎn)太陽能池篇）[C];2018年

4 鐘新華;潘振曉;饒華商;;量子點(diǎn)敏化太陽電池中的電荷復(fù)合調(diào)控[A];第五屆新型太陽能電池學(xué)術(shù)研討會摘要集（量子點(diǎn)太陽能池篇）[C];2018年

5 孔祥貴;;發(fā)光量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)與生物偶聯(lián)的光譜分析表征[A];第八屆全國發(fā)光分析暨動力學(xué)分析學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2005年

6 徐天寧;吳惠楨;斯劍霄;;Ⅳ-Ⅵ半導(dǎo)體量子點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)及理論模擬[A];第十六屆全國半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

7 黃偉其;劉世榮;;用量子受限模型分析硅氧化層中的鍺低維納米結(jié)構(gòu)(英文)[A];貴州省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 記者 桂運(yùn)安;半導(dǎo)體量子芯片研究再現(xiàn)“黑科技”[N];安徽日報(bào);2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉昊;低維異質(zhì)結(jié)構(gòu)與新型Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體發(fā)光器件的研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

2 韋松;空氣氛圍制備無機(jī)量子點(diǎn)及其在發(fā)光二極管中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

3 牛相宏;新型二維及量子點(diǎn)材料電子與光學(xué)性質(zhì)的理論研究[D];東南大學(xué);2017年

4 許瑞林;核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的厚殼層快速制備及其光學(xué)性質(zhì)[D];東南大學(xué);2017年

5 王永波;量子點(diǎn)比率熒光探針的設(shè)計(jì)及對活性生物分子的檢測研究[D];西北大學(xué);2018年

6 石林;手性金團(tuán)簇和CdSe量子點(diǎn)的合成及光學(xué)性質(zhì)調(diào)控[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

7 錢昕曄;納米硅量子點(diǎn)MOS結(jié)構(gòu)及納米硅量子點(diǎn)非揮發(fā)性浮柵存儲器的研究[D];南京大學(xué);2013年

8 陳啟明;In(Ga)N基納米線結(jié)構(gòu)的分子束外延生長及物性分析[D];長春理工大學(xué);2018年

9 湛晶;溶劑熱法制備全色熒光碳點(diǎn)和1T相二硫化鉬及相關(guān)的應(yīng)用研究[D];上海大學(xué);2018年

10 李果;拓?fù)浣^緣體中受限電子態(tài)研究[D];清華大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 林欣;甲胺鉛溴鈣鈦礦量子點(diǎn)的制備及其在電致發(fā)光器件中的應(yīng)用研究[D];天津理工大學(xué);2019年

2 鄧茗月;錳摻雜ZnS量子點(diǎn)制備、表面修飾及時(shí)間分辨分析[D];安徽建筑大學(xué);2019年

3 朱子昂;量子點(diǎn)-微腔耦合系統(tǒng)理論與特性研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

4 郭晨陽;Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ族合金量子點(diǎn)的制備、光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用研究[D];南昌航空大學(xué);2019年

5 常春;基于聚合物優(yōu)化的新型高效量子點(diǎn)發(fā)光二極管[D];南昌航空大學(xué);2019年

6 白錦科;反Ⅰ型量子點(diǎn)可控合成及其發(fā)光二極管的研究[D];南昌航空大學(xué);2019年

7 苑青;InGaAs/GaAs半導(dǎo)體量子點(diǎn)納米材料光學(xué)性質(zhì)研究[D];河北大學(xué);2019年

8 曹小聰;氮摻雜氧化石墨烯量子點(diǎn)的大規(guī)模制備、酸誘導(dǎo)催化及其多色發(fā)光調(diào)控[D];海南大學(xué);2017年

9 李臣澤;瀝青基石墨烯量子點(diǎn)的制備及其性能研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2017年

10 郭幸;量子點(diǎn)熒光閃爍及機(jī)理研究[D];河南大學(xué);2018年

本文編號：2664401