【摘要】：量子點(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)量子點因其化學性質(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)用于量子點發(fā)光薄膜。量子點發(fā)光薄膜仍存在量子點光學性能差、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,隨后利用低成本組裝技術(shù)制備量子點發(fā)光薄膜。并進一步結(jié)合金納米顆粒表面激元熒光增強特性,組裝得到高性能Au/PDDA/QD、Au/Si02/QD表面激元調(diào)控量子點發(fā)光薄膜,并研究其光學性能及相應(yīng)熒光增強特性,主要研究內(nèi)容如下:首先利用高溫熱注入法,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,并利用配體交換方法,以巰基丙酸交換油酸配體進而制備水相量子點。研究不同反應(yīng)時間,不同比例的前驅(qū)體等工藝參數(shù)對于量子點性能的影響。當前驅(qū)體比例Se/Cd=0.25時,制備得到CdSe量子點量子產(chǎn)率為43%;當前驅(qū)體比例Se/Cd=15時,制備所得到殼核量子點產(chǎn)率達到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)。當所加巰基丙酸體積為5ml時,制備所得到水溶性量子點量子產(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)量子點發(fā)光薄膜以及Au/PDDA/QD結(jié)構(gòu)表面激元熒光增強發(fā)光薄膜。當薄膜層數(shù)逐漸增加時,熒光強度逐漸增強、吸光度逐漸增加。當所加檸檬酸三鈉溶液分別為0.7ml,1ml,5ml,10ml時制備的金納米粒徑分別為54nm,42nm,23nm,13nm,且金納米顆粒組裝時間為5分鐘時分別獲得2.5,6.8,11.8,4.3倍的熒光增強特性。而42nm金顆粒組裝1min時獲得15倍熒光增強特性。為了進一步提高量子點發(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)的表面激元增強量子點發(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;當所制備SiO2厚度2-8nm時,熒光增強倍數(shù)在2.3-24倍范圍內(nèi)可調(diào),其中當Si02厚度為4nm時,可得到24倍熒光增強量子點發(fā)光薄膜,且薄膜熒光壽命降低到0.448ns。
【圖文】：

面的局域光場或電場強度倍增，從而極大提升量子點材料發(fā)光效率１４７４９１。貴金屬逡逑等離子體激元耦合作用本質(zhì)是當外界入射光的頻率（波長）與貴金屬表面固有電逡逑子振動頻率（波長）相近或者一致時，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，實現(xiàn)對ＣｄＳｅ量子逡逑點薄膜３０倍熒光增強效果。而Ｊｕｎｇ－Ｈｏｏｎ邋Ｓｏｎｇ等Ｍ設(shè)計的Ａｇ納米顆粒陣列增逡逑強ＣｄＳｅ／ＺｎＳ發(fā)光膜得到５０倍熒光增強效果。２０１４年，Ｚｈａｎｇ等Ｗ等化學刻蝕逡逑技術(shù)制備三維多孔金納米陣列，得到１００倍熒光增強效果。使用電子刻蝕技術(shù)得逡逑到的熒光增強，雖然一定程度獲得明顯等離子熒光增強效果，但由于需要電子束逡逑３逡逑

將制備得到的量子點溶解在正己烷中，將量子點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＿逡逑加熱搜拌邐測試表征逡逑一樣屖＾逡逑圖２－１核殼量子點制備流程圖逡逑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、不同時間制備得到的ＣｄＳｅ量子點光逡逑學性能。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ＣｄＳｅ量子點光學性能的影響。量子點熒光量子產(chǎn)率逡逑定義為量子點發(fā)射的光子與吸收的光子數(shù)量之比。量子點吸收外界高能級光子后，逡逑使得處于基態(tài)的電子躍遷至高能級并經(jīng)過振動弛豫過程，回到帶邊高能級后電子逡逑空穴發(fā)光輻射光子。但是由于量子點表面會存在缺陷等因素，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)率的逡逑計算通過與羅丹明Ｂ進行比較得到。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，，尤其是當前驅(qū)體比例大于１：１，量子產(chǎn)率下降尤為逡逑明顯
【學位授予單位】：福州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O471.1

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本文編號：2688704