【摘要】：憑借其優(yōu)越的光學(xué)性能,半導(dǎo)體量子點(diǎn)在顯示及照明上有著廣闊的應(yīng)用前景。本論文主要圍繞幾種核/殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的光學(xué)特性研究展開,主要研究了殼層厚度對(duì)量子點(diǎn)光學(xué)性質(zhì)的影響及其光穩(wěn)定性機(jī)制,分析了厚殼層量子點(diǎn)在顯示背光源上應(yīng)用的可行性。主要研究內(nèi)容如下:首先,我們采用快速殼層生長法制備了殼層厚度分別為3、6、10和14個(gè)CdS單層的CdSe/CdS核/殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn),并結(jié)合光照實(shí)驗(yàn)中熒光強(qiáng)度和熒光壽命的變化分析了光穩(wěn)定性機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明較厚殼層能夠有效地阻止與表面陷阱態(tài)(或表面態(tài))相關(guān)的激子復(fù)合過程,提高CdSe/CdS核/殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的光穩(wěn)定性。其次,我們制備了具有窄熒光線寬(~21nm)的CdZnSeS合金裸核和殼層厚度分別為3、11和17個(gè)ZnS單層的CdZnSeS/ZnS合金核/殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn),并運(yùn)用光譜-電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和紫外光照實(shí)驗(yàn)對(duì)其光穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。光譜-電化學(xué)研究結(jié)果表明,量子點(diǎn)的激子發(fā)光中心主要受到表面電子缺陷態(tài)(或表面態(tài))的影響,而隨著殼層的增加,激子發(fā)光中心與表面缺陷態(tài)之間的相互作用明顯變?nèi)�。紫外光照光譜研究表明,隨著殼層的增加,樣品的光穩(wěn)定性得到明顯提高,但當(dāng)殼層厚度進(jìn)一步增加至17層時(shí),光穩(wěn)定性明顯下降。我們認(rèn)為該樣品光穩(wěn)定性的下降主要是由光照過程中應(yīng)力的進(jìn)一步釋放所致,這一判斷也通過樣品的高分辨透射電鏡和X-射線衍射譜測(cè)試結(jié)果予以證明。進(jìn)而,通過將具有高穩(wěn)定性的CdSe/CdS量子點(diǎn)和綠光合金量子點(diǎn)與藍(lán)光LED結(jié)合,初步探索了量子點(diǎn)在顯示背光源上應(yīng)用的可行性,白光背光源經(jīng)過濾色片后色域達(dá)到~98%NTSC。進(jìn)一步,我們計(jì)算了封裝白光背光源所需的紅、綠量子點(diǎn)的質(zhì)量配比,為制備紅、綠量子點(diǎn)薄膜及白光LED提供理論指導(dǎo)。在該理論的指導(dǎo)下,制備了基于厚殼層的CdSe/CdS和CdZnSeS/ZnS量子點(diǎn)薄膜的白光背景光源器件,其色域達(dá)到了~130%NTSC,并對(duì)其相關(guān)的色度學(xué)和光度學(xué)參數(shù)進(jìn)行討論。此外,我們對(duì)無鎘的核/殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)在背光源上的應(yīng)用展開了科學(xué)探索。我們制備了具有不同的Cu/In摩爾比例(1/1,1/2,1/4和1/8)和不同殼層厚度(2、5和9個(gè)ZnS單層)的CuInS_2/ZnS量子點(diǎn),研究了其光學(xué)穩(wěn)定性的影響機(jī)制。隨著Cu/In比例的減少和殼層厚度的增加,量子點(diǎn)的光穩(wěn)定性得到提高。時(shí)間分辨光譜研究表明其熒光峰包含了兩種具有不同發(fā)射能量的施主-受主對(duì)。我們認(rèn)為具有較高能量的施主-受主對(duì)位于核/殼界面處,而具有較低能量的施主-受主對(duì)位于核內(nèi)。殼層的包覆使得外界環(huán)境對(duì)高能的施主-受主對(duì)的影響減弱,較厚殼層的包覆能夠提高該量子點(diǎn)的光穩(wěn)定性。通過對(duì)CuInS_2/ZnS量子點(diǎn)進(jìn)行Mn離子的摻雜,成功制備了具有綠-橙雙色熒光的CuInS_2/ZnS:Mn/ZnS量子點(diǎn),初步實(shí)現(xiàn)基于該雙色量子點(diǎn)的白光LED。
【圖文】：

米技術(shù)的概念。1974 年，日本科學(xué)家 Norio Taniguchi 最早使用了納精密機(jī)械加工。20 世紀(jì) 90 年代初，納米技術(shù)逐步發(fā)展起來，，成為一的學(xué)科，展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，它將在 21 世紀(jì)掀起一場(chǎng)新的科技產(chǎn)業(yè)要的研究對(duì)象為尺寸在 0.1 至 100nm 范圍內(nèi)的熒光材料，該技術(shù)使得原子水平上操縱物質(zhì)。熒光納米材料在尺度上的特異性使得它展現(xiàn)出截然不同的特性，其物理和化學(xué)性質(zhì)介于宏觀物質(zhì)和微觀原子分子之應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等等。[1-2]近幾十年來，納米材料的性質(zhì)在太陽能電池、生物醫(yī)學(xué)、顯示和照明等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注和重視。及其特性點(diǎn)的定義

的溶解實(shí)現(xiàn)整體量子點(diǎn)的均勻生長。條件（如溫度、前驅(qū)體濃度等）和表面活辛基膦、正三辛基氧膦等）。[27-29]matic procedure of the synthesis of QDs (right) and degree of supersaturation.[24] 量子點(diǎn)合成裝置圖（左）及過飽和自由度的演變
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O471.1

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本文編號(hào)：2677985