【摘要】：CsPbX_3(X=Cl,Br,I)量子點(diǎn)(QDs)發(fā)光材料由于其量子產(chǎn)率高、發(fā)光峰窄以及發(fā)光波長可調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)而引起光電領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。但它對濕度、溫度以及光輻照等敏感使得其穩(wěn)定性較差,此外,封裝在LED器件中時不同發(fā)光顏色的量子點(diǎn)之間容易發(fā)生離子交換,這些缺點(diǎn)限制了其在照明顯示等方面的應(yīng)用。針對以上問題,本文擬用CsPbX_3量子點(diǎn)與多孔玻璃復(fù)合,利用納米孔道阻礙水分子對量子點(diǎn)的進(jìn)攻破壞,同時還利用預(yù)處理時留在孔道內(nèi)的鹵素離子對量子點(diǎn)進(jìn)行表面重構(gòu)或修飾,進(jìn)而提高量子點(diǎn)的耐水穩(wěn)定性;此外,根據(jù)表面重構(gòu)的可逆性,探索其作為對水響應(yīng)的材料在防偽或環(huán)境等領(lǐng)域的應(yīng)用。本研究采用簡單的溶液浸漬法將CsPbX_3量子點(diǎn)復(fù)合到透明納米多孔玻璃(NPG)內(nèi)。這些塊體復(fù)合材料發(fā)光明亮,其中CsPbBr_3/NPG能夠在去離子水和含溴的非水溶液的依次浸泡下其發(fā)光顏色可切換。原位共聚焦顯微鏡動態(tài)地顯示了塊體復(fù)合材料對水的響應(yīng)行為。將復(fù)合材料放在水中浸泡數(shù)月后,復(fù)合材料仍然可以發(fā)光,說明這種特殊的結(jié)構(gòu)可以很有效地保護(hù)量子點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn),玻璃造孔時引入的氯離子在對水響應(yīng)行為和長期耐水性方面起了關(guān)鍵的作用。此研究提出了一種用離子交換原理來設(shè)計(jì)制備鈣鈦礦量子點(diǎn)響應(yīng)材料的方法。此外,我們通過溶液浸漬法得到了CsPbX_3量子點(diǎn)與粉體多孔玻璃復(fù)合材料。利用InGaN藍(lán)光芯片與合成的CsPbBr_3粉體復(fù)合材料以及CsPb(Br_(0.4)I_(0.6))_3粉體復(fù)合材料組裝了白光LED器件,結(jié)果顯示多孔玻璃結(jié)構(gòu)可以減緩LED器件中光熱對紅光的衰減。利用InGaN藍(lán)光芯片與CsPbBr_3粉體復(fù)合材料以及紅色熒光粉KSF組裝了白光LED器件,其發(fā)光穩(wěn)定性好,流明效率為77 lm/W,色溫4173 K。此研究表明在光熱和濕度的環(huán)境下多孔玻璃對CsPbX_3量子點(diǎn)有保護(hù)作用,減緩了CsPbX_3量子點(diǎn)在LED器件中的衰減,表明CsPbX_3/NPG在背光源顯示領(lǐng)域有潛在應(yīng)用。
【圖文】：

Cs+離子占據(jù)立方體的十二配位空隙，其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。圖1-1 立方相CsPbX3晶體結(jié)構(gòu)示意圖Fig. 1-1 The diagram of cubic CsPbX3crystal structure相比于傳統(tǒng)的II-VI族和III-V族的二元量子點(diǎn)(例如CdSe、CdS和InP等)，CsPbX3量子點(diǎn)在較溫和的條件下(例如合成溫度低)就可以成功地合成[12]。CsPbX3量子點(diǎn)具有優(yōu)異的發(fā)光性能，例如量子效率高，，接近100%；熒光壽命在1～29 ns之間；半峰寬窄(小于30 nm)，比成熟的Cd系列量子點(diǎn)更窄。這些特點(diǎn)使CsPbX3量子點(diǎn)的色純度高，其在CIE色度坐標(biāo)圖上覆蓋的區(qū)域更廣，可覆蓋NTSC的140%。CsPbX3量子點(diǎn)的發(fā)射波長根據(jù)其顆粒尺寸而可調(diào)諧。當(dāng)CsPbX3量子點(diǎn)減小到其玻爾半徑時(CsPbCl3:5 nm、CsPbBr3:7 nm、CsPbI3:12 nm)，量子限域效應(yīng)就會影響其發(fā)光特性。CsPbX3量子點(diǎn)也可根據(jù)鹵素成分調(diào)節(jié)其發(fā)光峰位置，圖1-2給出了CsPbCl3(~3.04 eV

圖1-2 CsPbX3量子點(diǎn)的發(fā)光性質(zhì)Fig. 1-2 Luminescent properties of CsPbX3nano-crystal由于全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)自身的形成能比較低，因而在實(shí)際應(yīng)用中其依然存在一些缺點(diǎn)。例如CsPbX3量子點(diǎn)儲存在膠體溶液中發(fā)光可以維持?jǐn)?shù)月，但其在操作時會因?qū)庹�、溫度等因素敏感而發(fā)生分解，使得其工藝性上受到限制，這進(jìn)一步阻礙了量子點(diǎn)合成后的純化及進(jìn)一步功能化。而且當(dāng)離子性強(qiáng)和高表面能的鈣鈦礦量子點(diǎn)與極性溶劑接觸時，它們也會迅速分解[13]。另外，鈣鈦礦量子點(diǎn)在組裝成器件或?qū)⒉煌M分的CsPbX3量子點(diǎn)溶液混合時，發(fā)光不同的量子點(diǎn)之間容易發(fā)生離子交換[14-16]。1.1.4 CsPbX3量子點(diǎn)的合成方法近年來，關(guān)于 CsPbX3量子點(diǎn)的合成方法有了許多報道[5,9,11,12,17]，這些方法大致分為兩類：直接合成與間接合成。這些研究為制備不同形貌且顆粒均勻的鈣鈦礦納米顆粒提供了有效途徑，其中包括零維的納米體和納米球、一維的納米線和納米棒、二維
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB33;TN312.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2664535