近年來,量子點(diǎn)（quantum dots,QDs）因其具有發(fā)射線寬窄、色彩純、發(fā)光波長可調(diào)等優(yōu)異的光學(xué)特性,儼然已成為下一代照明和顯示領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。然而在實(shí)際應(yīng)用中,大多數(shù)量子點(diǎn)在成膜后容易發(fā)生嚴(yán)重的熒光猝滅現(xiàn)象,導(dǎo)致光電子器件性能急劇降低。研究表明,厚殼層量子點(diǎn)能有效抑制量子點(diǎn)點(diǎn)間能量傳輸,保證量子點(diǎn)成膜后的光學(xué)性能。然而,到目前為止,傳統(tǒng)的二元厚殼層核/殼量子點(diǎn)在殼層生長過程中,核殼之間較大的晶格失配度會(huì)在生長界面附近產(chǎn)生額外的晶格應(yīng)力,進(jìn)而產(chǎn)生晶格缺陷,最終導(dǎo)致量子點(diǎn)發(fā)生熒光猝滅。針對(duì)這一問題,本論文采用三元CdZnSe合金量子點(diǎn)作為發(fā)光核心,ZnSe、ZnS量子點(diǎn)作為殼層材料,構(gòu)建厚殼層CdZnSe/ZnSe/ZnS量子點(diǎn)。本文研究了厚殼層CdZnSe/ZnSe/ZnS量子點(diǎn)的成核特性、生長規(guī)律以及殼層厚度對(duì)量子點(diǎn)發(fā)光性能的影響,討論了厚殼層量子點(diǎn)對(duì)點(diǎn)間能量傳輸?shù)囊种谱饔靡约安煌瑲雍穸攘孔狱c(diǎn)對(duì)白光LED器件性能的影響。主要研究內(nèi)容如下:首先,利用有機(jī)金屬法合成了三元CdZnSe合金量子點(diǎn)發(fā)光核心,通過改變反應(yīng)條件可實(shí)現(xiàn)CdZnSe核量子點(diǎn)發(fā)光波段在460-650 nm范圍內(nèi)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

QLED與OLED顯示效果對(duì)比[10]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1-1QLED與OLED顯示效果對(duì)比[10]此外，電子/空穴很容易轉(zhuǎn)移到具有較多表面缺陷態(tài)的量子點(diǎn)表面，此時(shí)被轉(zhuǎn)移的電子或空穴就不會(huì)參與輻射復(fù)合過程而釋放熒光，能量而是通過非輻射復(fù)合的方式以熱能等其他形式釋放，進(jìn)一步導(dǎo)致熒光猝滅，如圖1-2所示。到目前為止，量子點(diǎn)間的能量轉(zhuǎn)移機(jī)制問題仍處于研究的熱點(diǎn)，大量研究結(jié)果表明，通過增大相鄰量子點(diǎn)間的間距能有效降低量子點(diǎn)間的相互耦合作用[21-23]。如何有效的提高量子點(diǎn)膜的熒光量子產(chǎn)率，依然是當(dāng)今QLED研究的一個(gè)亟待解決的關(guān)鍵問題。圖1-2量子點(diǎn)能量傳輸及熒光猝滅示意圖

擁?近年來，研究人員提出了厚殼層的巨型量子點(diǎn)(giantQDs)[24-26]，其目的是為了減小量子點(diǎn)的點(diǎn)間作用，提高膜的熒光量子產(chǎn)率。這種量子點(diǎn)以窄禁帶的材料如CdSe作為發(fā)光核心，以相對(duì)較寬禁帶的材料如ZnSe，ZnSeS，ZnS、CdS等作為殼層。這類量子點(diǎn)具有I型能級(jí)結(jié)構(gòu)，電子和空穴局限在核內(nèi)，通過厚殼層的阻隔作用將發(fā)光核心隔離開來，可降低量子點(diǎn)間的耦合，進(jìn)而抑制點(diǎn)間能量傳輸。例如，當(dāng)量子點(diǎn)點(diǎn)間距離d大于Foster半徑R0(d>R0)時(shí)，可有效抑制量子點(diǎn)間的熒光共振能量轉(zhuǎn)移(Fluorscenceresonanceenergytransfer,FRET)，見圖1-3。值得一提的是，這類量子點(diǎn)還有望解決量子點(diǎn)的熒光閃爍問題[27-28]。此外，厚殼層量子點(diǎn)還具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，有良好的實(shí)際應(yīng)用前景[29]。盡管如此，至今厚殼層的巨型量子點(diǎn)在室溫下的量子產(chǎn)率仍然較低(<80%)，嚴(yán)重制約了此類量子點(diǎn)在LED器件方面的應(yīng)用。以CdSe/CdS(5nm)為例，其量子產(chǎn)率要比CdSe/CdS(薄殼層)的低30%左右[30-31]。因此，在保證高熒光量子產(chǎn)率的前提下，采用厚殼層降低點(diǎn)間作用的研究具有重要意義。圖1-3厚殼層抑制量子點(diǎn)間能量傳輸示意圖研究表明，在殼層增厚的同時(shí)會(huì)帶來晶格應(yīng)力的增長，這樣有可能對(duì)核產(chǎn)生過度擠壓形成缺陷，進(jìn)而產(chǎn)生大量的非輻射復(fù)合通道，降低其發(fā)光性能[32-33]，這是厚殼層量子點(diǎn)發(fā)光性能降低的主要原因之一。因此，需設(shè)計(jì)合適的核殼體系減小晶格應(yīng)力，減小厚殼層帶來的晶格缺陷。此外，俄歇復(fù)合也是量子點(diǎn)發(fā)光效率降低的另一主要因素。2010年George等人采用Kane的有效質(zhì)量近似模型計(jì)算得出，采用平滑勢(shì)阱構(gòu)建核殼量子點(diǎn)可將俄歇復(fù)合速率降低3個(gè)數(shù)量級(jí)[34]。近期Jain課題組的理論計(jì)算結(jié)果表明，具有平滑勢(shì)阱的CdSe/CdS核殼量子點(diǎn)有望將俄歇復(fù)合效率降低至原來的1/10000


本文編號(hào)：3221676