【摘要】：作為一種性能優(yōu)異的發(fā)光材料,量子點被廣泛應用于發(fā)光二極管、太陽能電池、生物成像、離子探測等領域。硫化物量子點具有帶隙可調,合成方便等優(yōu)勢,是一種非常有潛力的量子點材料。本論文主要研究了Cu-Ga-S/ZnS和Ga2S3兩類硫化物量子點材料的制備合成、發(fā)光性質,在此基礎上,研究了Cu-Ga-S/ZnS量子點發(fā)光二極管的光電性能和Ga2S3量子點的重金屬離子檢測性能,論文的主要研究內容如下:(1)使用正十二硫醇作為溶劑、配體和硫源,采用高溫熱注入法制備了Cu-Ga-S/ZnS量子點,并研究了它的發(fā)光性質。研究結果表明,通過改變Cu/Ga L比例,Cu-Ga-S/ZnS量子點的發(fā)光可以在綠光到紅光范圍內調節(jié)。Cu-Ga-S/ZnS量子點的量子效率最高可達48%,半峰寬約為75 nm。(2)基于不同發(fā)光顏色的Cu-Ga-S/ZnS量子點制備了單色發(fā)光二極管,它們的發(fā)光可以從綠光調節(jié)到紅光。同時,基于黃光Cu-Ga-S/ZnS量子點我們還制備了白光發(fā)光二極管并研究了它的光電性能。研究發(fā)現(xiàn),這種白光發(fā)光二極管的顯色指數(shù)為66～67,色溫為5888～6291 K,流明效率為18.8～37.1 1m/W。由于其采用了人眼較為敏感的黃光量子點,所以它的流明效率比其他基于Cu-Ga-S/ZnS量子點的白光發(fā)光二極管高。(3)通過一鍋法制備了 Ga2S3量子點并研究了它的光學性質。研究發(fā)現(xiàn),通過改變Ga/S投料比可以在藍光和黃光之間調節(jié)該量子點的發(fā)光范圍。我們提出了一種可能的發(fā)光機理來解釋這種量子點的發(fā)光,我們認為Ga2S3量子點的發(fā)光是由硫空位和鎵空位的缺陷能級造成的。進一步地,我們通過X射線光電子能譜等實驗手段驗證了這種機理的合理性。(4)將在油相中合成的Ga2S3量子點轉移到水相中,得到了在水相中穩(wěn)定存在的Ga2S3量子點溶液。我們研究了該量子點對重金屬離子的熒光檢測性能。結果表明,不同重金屬離子對Ga2S3量子點熒光的影響各不相同,我們認為這是由于不同的猝滅機制造成的。其中Cu2+和Pb2+對Ga2S3量子點的熒光具有較高的猝滅能力,并且具有不受其他離子干擾、線性變化和快速響應等特性,這有利于這種Ga2S3量子點在實際重金屬離子檢測中的應用。
【學位授予單位】：中國科學技術大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O657.3;TQ422

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