【摘要】：近年來,鈣鈦礦量子點(diǎn)因其優(yōu)越的光電性能引起了廣泛的關(guān)注,全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)CsPbX3(X=Cl,Br,I)具有更好的穩(wěn)定性,量子產(chǎn)率高、半峰寬窄、色純度高、色域廣、能耗低等優(yōu)勢成為新一代量子點(diǎn)顯示技術(shù)(QLED)的核心材料。然而目前對材料表面配體及鈣鈦礦層薄膜等問題的研究還存在不足,量子點(diǎn)表面長鏈的配體阻礙了載流子的傳輸,旋涂法制備的薄膜性能較差,缺陷較多。本文通過考察量子點(diǎn)濃度、薄膜退火溫度、表面配體數(shù)量對薄膜形貌及LED性能的影響,采用聚氧化乙烯(PEO)摻雜的方法,提高了CsPbBr3薄膜的性能,制備了紅、綠、藍(lán)LED發(fā)光器件。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)利用“熱注入法”合成了CsPbX3(X=Cl,Br,I)全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn),并通過改變鹵素原子的種類及比例,使得CsPbX3(X=Cl,Br,I)量子點(diǎn)發(fā)光在可見光范圍(400-700 nm)內(nèi)可調(diào)。制備了波長分別為692 nm、516 nm、408 nm的紅、綠、藍(lán)三種全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)LED器件,為全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)LED在白光照明領(lǐng)域上的應(yīng)用提供了參考。(2)考察了量子點(diǎn)表面配體數(shù)量、量子點(diǎn)濃度及退火溫度等工藝參數(shù)對量子點(diǎn)層薄膜形貌及LED性能參數(shù)的影響。發(fā)現(xiàn)隨著清洗次數(shù)的增加,量子點(diǎn)表面的配體的數(shù)量逐漸減少;隨著量子點(diǎn)濃度的增加,LED效率先升高后降低;退火溫度提高,薄膜的缺陷增多,粗糙度增加。當(dāng)量子點(diǎn)配體清洗兩次,量子點(diǎn)濃度為20 mg/ml,退火溫度為20 ℃,鈣鈦礦LED表現(xiàn)出的性能最優(yōu)。(3)利用“一步法”制備了CsPbBr3鈣鈦礦薄膜,通過PEO摻雜的方法優(yōu)化了薄膜表面形貌,減少了表面缺陷,得到高量子產(chǎn)率、高致密性、低粗糙度的CsPbBr3薄膜,考察了PEO摻雜濃度對鈣鈦礦薄膜表面形貌及LED器件性能的影響,并從熒光強(qiáng)度、鈣鈦礦層薄膜性能、熒光壽命等方面對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行解析,發(fā)現(xiàn)隨PEO摻雜濃度的增加,LED性能先升高后降低,原因是摻雜過后減少了薄膜表面缺陷,導(dǎo)致激子輻射復(fù)合率增加,而濃度過高則其導(dǎo)電性下降。得到優(yōu)化的鈣鈦礦LED,其最大亮度和外量子效率分別為1223 cd/m2和0.26%,比未摻雜PEO的器件性能提升了5倍以上。
【圖文】：

代顯示技術(shù)發(fā)展的趨勢。從１９９３年至今，關(guān)于量子點(diǎn)材料的研宄已經(jīng)由最開始的逡逑ＣｄＳｅ／ＺｎＳ鎘系量子點(diǎn)逐漸向發(fā)展空間更大的鈣鈦礦量子點(diǎn)轉(zhuǎn)移。而目前，在顯示領(lǐng)域逡逑常見的幾種量子點(diǎn)中（圖１．１），鈣鈦礦量子點(diǎn)由于具有較高的量子產(chǎn)率、半峰寬窄、載流逡逑子傳輸速率快、帶隙可調(diào)、色域廣、成本低等特點(diǎn)［３＿８］，因此在光電顯示領(lǐng)域，有著巨逡逑大的應(yīng)用前景，有望成為新一代顯示技術(shù)的核心材料。逡逑１卜Ｗ族邐Ｕ１￣Ｖ族邐ＡＢＸ，型邐ＡＢＸ，斟逡逑ＣｄＳｅ／ＺｎＳ邐ＩｎＰ／ＺｎＳ邐ＣｓＰｂＸ，邐ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３逡逑ＢＲＳＩＩ邋ｉ邐＿邋二■ＨＢＢ逡逑＼ｗ邋ｙ邋R斟澹椋輳浚蟈錡逡逑＊邋’邐Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋ｎｍ邐Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋ｍｎ邐Ｗａｖｃｌｃｎｇｔｌｉ邋ｎｎｉ逡逑ｔ＿邐Ｌ，邐＿Ｉ逡逑１９９３邐２００２邐２０１５逡逑ｔ‘峰寬：３０？５０邋ｎｍ邐、卜？峰寬：４０？６０邋ｎｍ邐丨辨寬：￣２０－４０邋ｎｍ逡逑鯪子效率：６０％？９０°／。邋｜欨子效率：５０°／。？７０％邐｜邋Ｍ子效率：６０％？９０％逡逑圖ｌ．ｉ在顯示器件中具有重要應(yīng)用前景的幾類量子點(diǎn)ｉ９ｉ逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．１邋Ｓｅｖｅｒａｌ邋ｐｏｔｅｎｔｉａｌ邋ｑｕａｎｔｕｍ邋ｄｏｔｓ邋ｆｏｒ邋ｄｉｓｐｌａｙ邋ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ１９１逡逑鈣鈦礦量子點(diǎn)發(fā)光二極管（ＰｅＬＥＤｓ）是一種具有新型結(jié)構(gòu)的薄膜發(fā)光顯示器件（圖逡逑１．２），與傳統(tǒng)的鎘系核殼量子點(diǎn)相比較，全無機(jī)鈣鈦礦材料的發(fā)射峰半峰寬較窄（２０邋ｎｍ－逡逑４０ｍｎ）

－７邋－Ｊ邐ＭＡＰｂｌ邋ｘＳｎｘｌ３逡逑圖１．４不同鈣鈦礦材料能級圖１３９１逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１．４邋Ｔｈｅ邋ｅｎｅｒｇｙ邋ｇａｐ邋ｏｆ邋ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ邋ｍａｔｅｒｉａｌｓ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ１＇９１逡逑１．３全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)介紹逡逑１．３．１邋ＣｓＰｂＸ３邋（Ｘ＝Ｃ１，邋Ｂｒ，邋Ｉ）性能介紹逡逑量子點(diǎn)的定義如下：在三維尺度上，尺寸大小在１邋－２０邋ｎｍ之間的納米晶體。根據(jù)逡逑納米晶體顆粒大小，可以分為：（１）零維材料，通常以納米顆粒的形式存在；（２）—維逡逑材料，通常以納米棒、納米線等形式存在；（３）二維材料，，通常以薄膜、量子阱等形式逡逑存在；（４）三維材料，通常以塊體相形式存在。而量子點(diǎn)則屬于零維納米材料。逡逑全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)是指將ＡＢＸ３結(jié)構(gòu)通式中Ａ、Ｂ、Ｘ原子分別用Ｃｓ、Ｐｂ或Ｓｎ、逡逑和鹵素原子（Ｃｌ，邋Ｂｒ，Ｉ或者兩者的混合物）替代。因量子限域效應(yīng)，ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＸ３和ＣｓＰｂＸ３逡逑量子點(diǎn)均顯示出非常高的量子產(chǎn)率（７０％－９０％），尤其是對ＣｓＰｂＢｒ３量子點(diǎn)而言，其量子逡逑產(chǎn)率甚至可以達(dá)到９０％［４Ｇ］。鈣鈦礦量子點(diǎn)的合成方法比較簡單
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN312.8;O471.1

【相似文獻(xiàn)】

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1 張舒?zhèn)H;CsPbX3鈣鈦礦LED制備及器件穩(wěn)定性研究[D];華東理工大學(xué);2019年

本文編號：2684970