全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)由于自身優(yōu)異的發(fā)光性能被廣泛應(yīng)用在白光LED、太陽(yáng)能電池以及激光領(lǐng)域,但是其穩(wěn)定性差的特點(diǎn)阻礙了實(shí)際應(yīng)用。目前研究者們通過(guò)將鈣鈦礦量子點(diǎn)與無(wú)機(jī)玻璃結(jié)合在一起的方式顯著提升了鈣鈦礦量子點(diǎn)的穩(wěn)定性,尤其是抗?jié)裥阅艿玫矫黠@的改善。但是目前鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃還存在著應(yīng)用領(lǐng)域窄和量子產(chǎn)率不高的缺點(diǎn),這兩個(gè)缺點(diǎn)阻礙了鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃的進(jìn)一步發(fā)展。在本文中,我們通過(guò)高溫熔融法和低溫?zé)崽幚矸ㄔ诓煌ＡЩ|(zhì)中對(duì)鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃進(jìn)行不同離子的摻雜。通過(guò)改變摻雜離子的濃度、鈣鈦礦元素?fù)饺肓恳约盁崽幚頊囟鹊姆椒?實(shí)現(xiàn)了對(duì)鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃應(yīng)用領(lǐng)域的拓展和對(duì)鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃量子產(chǎn)率的顯著提升。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:（1）以硼磷酸鹽玻璃作為基質(zhì),制備了Mn²⁺摻雜的雙發(fā)射鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃。通過(guò)XRD、PL、Decay譜圖證明了玻璃中生長(zhǎng)出了Mn²⁺摻雜的Cs Pb（Cl Br）₃鈣鈦礦量子點(diǎn),Mn²⁺的最佳摻雜摩爾濃度為4%。元素mapping證明了只有少部分Mn²⁺進(jìn)入了鈣鈦礦量子點(diǎn)晶格... 

【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CsPbX3（X=Cl，Br，I）鈣鈦礦量子點(diǎn)晶體結(jié)構(gòu)

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4在430℃下熱處理10h得到最高的內(nèi)量子效率和外量子效率，分別為51.5%和38.8%。圖1.3前驅(qū)玻璃以及不同熱處理溫度下的發(fā)射光譜1.2.2鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃的發(fā)展2017年7月，Zhao等人[14]研究了磷酸鹽玻璃中CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)的低溫環(huán)境下的光致發(fā)光性能。利用不同熱處理溫度生長(zhǎng)出了顆粒大小不同的CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)，通過(guò)測(cè)試和計(jì)算發(fā)現(xiàn)光致發(fā)光積分強(qiáng)度對(duì)溫度的依賴(lài)性很強(qiáng)。2017年10月，Xiang等人[15]利用高溫熔融法和熱處理法在磷硅酸鹽玻璃中長(zhǎng)出了穩(wěn)定性、量子產(chǎn)率高的CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)，通過(guò)XRD圖和TEM圖證明了在磷硅酸鹽玻璃中長(zhǎng)出了立方相的CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)，改變熱處理溫度調(diào)控發(fā)射波長(zhǎng)從497nm到523nm變化，量子點(diǎn)玻璃表現(xiàn)出極好的穩(wěn)定性，玻璃放置在空氣中紫外線(xiàn)照射6天時(shí)間綠光強(qiáng)度可以保持原來(lái)的85%，如圖1.4所示，把綠光樣品以及商業(yè)紅色熒光粉（CaAlSiN3:Eu2+）和藍(lán)光芯片GaN一起組裝成白光LED，在20mA的電流強(qiáng)度下流明效率達(dá)到50.5lm/W，顯色指數(shù)83.4，色溫為3674K，通過(guò)調(diào)節(jié)紅綠粉的含量可以實(shí)現(xiàn)白光LED的發(fā)光性能調(diào)控，為組裝鈣鈦礦相關(guān)的鹵素半導(dǎo)體器件提供了一種新的思路。

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1.4(a)藍(lán)光芯片、綠光（CsPbBr3）、紅光（CaAlSiN3:Eu2+）以及三者組裝的白光LED的發(fā)射光譜；(b)組裝的白光LED的色坐標(biāo)圖2018年3月，Xiang等人[16]使用熔融淬火法在硼硅酸鹽玻璃中生長(zhǎng)出了CsPb(BrI)3鈣鈦礦量子點(diǎn)，XRD圖表明了玻璃中長(zhǎng)出了立方相的CsPb(BrI)3鈣鈦礦量子點(diǎn)，通過(guò)調(diào)控Br/I比例使帶隙從1.87eV調(diào)節(jié)到2.42eV，在365nm波長(zhǎng)的紫外光激發(fā)下發(fā)射波長(zhǎng)從520nm調(diào)節(jié)到698nm，經(jīng)過(guò)加速老化實(shí)驗(yàn)和循環(huán)加熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都非常好，是一種發(fā)射波長(zhǎng)可調(diào)諧并且穩(wěn)定性非常好的固態(tài)照明材料。2018年5月，Yuan等人[17]采用簡(jiǎn)易的熱處理法在碲酸鹽玻璃中原位析晶出CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)，PLQY高達(dá)70%，發(fā)射峰半高寬為25nm，熒光壽命約為5.5ns，激子結(jié)合能約為42meV，制備的樣品具有極好的光穩(wěn)定性、抗?jié)裥�、熱穩(wěn)定性，把制備的綠光CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃、商業(yè)紅粉（CaAlSiN3:Eu2+）和藍(lán)光芯片GaN一起組裝成白光LED，通過(guò)調(diào)控紅綠粉的量得到的最佳白光LED參數(shù)如下：色坐標(biāo)（0.33，0.35），顯色指數(shù)為92，色溫約為5600K，流明效率為60lm/W。除此之外，樣品在大氣環(huán)境下還可以作為隨機(jī)上轉(zhuǎn)換激光的增益介質(zhì)，這為之后鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃的應(yīng)用又開(kāi)辟出一條新的道路。2018年12月，Chen等人[18]利用原位析晶法在磷硼酸鹽玻璃中首次析出了全系的CsPbX3（X=Cl，Br，I）鈣鈦礦量子點(diǎn)，如圖1.5所示，XRD圖和PL圖證明了玻璃中析出了CsPbX3（X=Cl，Br，I）鈣鈦礦量子點(diǎn)，其中CsPbBr3鈣鈦礦量子點(diǎn)玻璃在350℃/2h熱處理?xiàng)l件下量子效率達(dá)到最高的30%，樣品的穩(wěn)定性與膠體鈣鈦礦量子點(diǎn)相比提高了非常多，在水中浸泡30天后發(fā)光強(qiáng)度保持了原來(lái)的60%，經(jīng)過(guò)150℃和200℃冷熱循環(huán)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于發(fā)光材料的溫度探測(cè)新機(jī)制探索[D]. 李心悅.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3124206