發(fā)布時(shí)間：2020-05-30 20:50

【摘要】：量子點(diǎn)(QD)發(fā)光薄膜正逐步取代熒光粉薄膜并廣泛用于各種顯示器件中。硒化鎘(CdSe)量子點(diǎn)因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、發(fā)光波長可調(diào)性高及可溶液法制備等優(yōu)良特性被廣泛應(yīng)用于量子點(diǎn)發(fā)光薄膜。量子點(diǎn)發(fā)光薄膜仍存在量子點(diǎn)光學(xué)性能差、薄膜制備成本高、復(fù)合薄膜發(fā)光效率不佳等問題。本文首先制備高效率CdxZn1-xSeyS1-y核殼量子點(diǎn),隨后利用低成本組裝技術(shù)制備量子點(diǎn)發(fā)光薄膜。并進(jìn)一步結(jié)合金納米顆粒表面激元熒光增強(qiáng)特性,組裝得到高性能Au/PDDA/QD、Au/Si02/QD表面激元調(diào)控量子點(diǎn)發(fā)光薄膜,并研究其光學(xué)性能及相應(yīng)熒光增強(qiáng)特性,主要研究內(nèi)容如下:首先利用高溫?zé)嶙⑷敕?以氧化鎘(CdO)為鎘源,硒粉(Se)作為硒源,二水合醋酸鋅為鋅源,硫粉為硫源分別制備油相的CdSe、CdxZn1-xSeyS1-y量子點(diǎn),并利用配體交換方法,以巰基丙酸交換油酸配體進(jìn)而制備水相量子點(diǎn)。研究不同反應(yīng)時(shí)間,不同比例的前驅(qū)體等工藝參數(shù)對(duì)于量子點(diǎn)性能的影響。當(dāng)前驅(qū)體比例Se/Cd=0.25時(shí),制備得到CdSe量子點(diǎn)量子產(chǎn)率為43%;當(dāng)前驅(qū)體比例Se/Cd=15時(shí),制備所得到殼核量子點(diǎn)產(chǎn)率達(dá)到90%,半峰寬為20nm,粒徑為13nm且分布均一,熒光壽命為13ns并且近單指數(shù)衰減(擬合優(yōu)度1.29)。當(dāng)所加巰基丙酸體積為5ml時(shí),制備所得到水溶性量子點(diǎn)量子產(chǎn)率為80%,熒光壽命為15.6ns。其次,以檸檬酸三鈉為還原劑,四氯金酸為金源制備金納米顆粒,以聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)作為表面活性劑,并利用層層組裝技術(shù),組裝出[PDDA/QD]n結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)發(fā)光薄膜以及Au/PDDA/QD結(jié)構(gòu)表面激元熒光增強(qiáng)發(fā)光薄膜。當(dāng)薄膜層數(shù)逐漸增加時(shí),熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)、吸光度逐漸增加。當(dāng)所加檸檬酸三鈉溶液分別為0.7ml,1ml,5ml,10ml時(shí)制備的金納米粒徑分別為54nm,42nm,23nm,13nm,且金納米顆粒組裝時(shí)間為5分鐘時(shí)分別獲得2.5,6.8,11.8,4.3倍的熒光增強(qiáng)特性。而42nm金顆粒組裝1min時(shí)獲得15倍熒光增強(qiáng)特性。為了進(jìn)一步提高量子點(diǎn)發(fā)光薄膜發(fā)光性能,以三二甲氨基硅烷(TDMAS)和臭氧作為前驅(qū)體,借助于ALD工藝生長SiO2薄膜作為絕緣層,形成Au/SiO2/QD結(jié)構(gòu)的表面激元增強(qiáng)量子點(diǎn)發(fā)光薄膜。研究結(jié)果表明:在基底上可得到致密的Si02薄膜,該薄膜中Si:O=1:2.105;當(dāng)所制備SiO2厚度2-8nm時(shí),熒光增強(qiáng)倍數(shù)在2.3-24倍范圍內(nèi)可調(diào),其中當(dāng)Si02厚度為4nm時(shí),可得到24倍熒光增強(qiáng)量子點(diǎn)發(fā)光薄膜,且薄膜熒光壽命降低到0.448ns。
【圖文】：

面的局域光場(chǎng)或電場(chǎng)強(qiáng)度倍增，從而極大提升量子點(diǎn)材料發(fā)光效率１４７４９１。貴金屬逡逑等離子體激元耦合作用本質(zhì)是當(dāng)外界入射光的頻率（波長）與貴金屬表面固有電逡逑子振動(dòng)頻率（波長）相近或者一致時(shí)，形成局域等離子體激元共振。如圖１－１所示，逡逑２００６年，ＰＯＭＰＡ等利用電子束刻蝕技術(shù)得到金納米陣列，實(shí)現(xiàn)對(duì)ＣｄＳｅ量子逡逑點(diǎn)薄膜３０倍熒光增強(qiáng)效果。而Ｊｕｎｇ－Ｈｏｏｎ邋Ｓｏｎｇ等Ｍ設(shè)計(jì)的Ａｇ納米顆粒陣列增逡逑強(qiáng)ＣｄＳｅ／ＺｎＳ發(fā)光膜得到５０倍熒光增強(qiáng)效果。２０１４年，Ｚｈａｎｇ等Ｗ等化學(xué)刻蝕逡逑技術(shù)制備三維多孔金納米陣列，得到１００倍熒光增強(qiáng)效果。使用電子刻蝕技術(shù)得逡逑到的熒光增強(qiáng)，雖然一定程度獲得明顯等離子熒光增強(qiáng)效果，但由于需要電子束逡逑３逡逑

將制備得到的量子點(diǎn)溶解在正己烷中，將量子點(diǎn)溶液和丙酮按照體積之比為１：４，逡逑８０００ｒｐｍ、ｌＯｍｉｎ離心，最后將量子點(diǎn)溶液溶解在正己烷中形成澄清透明溶液。逡逑０（１）＾１１１＿）（８６４＾量子點(diǎn)具體的合成流程圖如圖２－１所示。逡逑Ｓｅｆｉ邋謙邋＿逡逑０．７ｉｎｔｘｉｏｌ邐丨．．．邐%煎畏ǚ掊義希櫻濉ⅲ�、n藕蟇 Ｈ邋｜邐＿逡逑加熱搜拌邐測(cè)試表征逡逑一樣屖＾逡逑圖２－１核殼量子點(diǎn)制備流程圖逡逑２．３結(jié)果與討論逡逑２．３．１不同前驅(qū)體比例對(duì)ＣｄＳｅ影響逡逑如圖２－２及圖２－３為不同比例前驅(qū)體、不同時(shí)間制備得到的ＣｄＳｅ量子點(diǎn)光逡逑學(xué)性能。我們保持初始的氧化鎘物質(zhì)的量一定，改變前驅(qū)體硒粉物質(zhì)的量，從而逡逑研宄不同物質(zhì)的量的硒粉對(duì)ＣｄＳｅ量子點(diǎn)光學(xué)性能的影響。量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率逡逑定義為量子點(diǎn)發(fā)射的光子與吸收的光子數(shù)量之比。量子點(diǎn)吸收外界高能級(jí)光子后，逡逑使得處于基態(tài)的電子躍遷至高能級(jí)并經(jīng)過振動(dòng)弛豫過程，回到帶邊高能級(jí)后電子逡逑空穴發(fā)光輻射光子。但是由于量子點(diǎn)表面會(huì)存在缺陷等因素，使得電子或者空穴逡逑被缺陷捕獲，電子空穴無法復(fù)合，因此無法產(chǎn)生熒光輻射。本章熒光量子產(chǎn)率的逡逑計(jì)算通過與羅丹明Ｂ進(jìn)行比較得到。逡逑從圖２－２及圖２－３中可以看出，隨著反應(yīng)時(shí)間由１０ｓ增加到６００ｓ，量子產(chǎn)率逡逑整體出現(xiàn)大幅度降低的趨勢(shì)，，尤其是當(dāng)前驅(qū)體比例大于１：１，量子產(chǎn)率下降尤為逡逑明顯
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O471.1

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本文編號(hào)：2688704