發(fā)布時(shí)間：2020-09-02 20:31

　　 膠體量子點(diǎn)作為半導(dǎo)體納米晶體系重要成員材料,由于其具有獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng),使其具有連續(xù)可調(diào)發(fā)光波段,窄的發(fā)射線寬,較高的發(fā)光量子效率和好的光學(xué)穩(wěn)定性。其表面修飾配體后可在溶液中進(jìn)行柔性處理,可采用旋涂和印刷技術(shù)制備成膜,是應(yīng)用于新一代電致發(fā)光平板顯示與固態(tài)照明的核心材料。經(jīng)過科研人員的不懈努力,合成了各種高效發(fā)光的量子點(diǎn),主要包括發(fā)光來源于激子發(fā)光的II-VI族和III-V族量子點(diǎn),發(fā)光主要來源于摻雜離子及復(fù)合發(fā)光中心發(fā)光的Mn、Cu摻雜量子點(diǎn),及發(fā)光來源機(jī)制存在爭(zhēng)議的IV族Si、C量子點(diǎn)。隨著材料和器件制備工藝不斷進(jìn)步,以及器件物理研究的不斷深入,基于膠體量子點(diǎn)發(fā)射體的發(fā)光二極管器件(LED)性能(外量子效率,亮度和穩(wěn)定性)得到了快速提升。目前,我國科學(xué)家利用激子發(fā)光的Cd S e量子點(diǎn)制備了全溶液加工的發(fā)光二極管的外量子效率達(dá)20.5%,最大亮度達(dá)42000 cd m-2和壽命達(dá)100000 h。然而相對(duì)于Cd Se量子點(diǎn)LED,具有綠色環(huán)保優(yōu)勢(shì)的碳納米點(diǎn)LED的最大亮度僅有90 cd m-2,其電致發(fā)光機(jī)理尚不清楚,與實(shí)際應(yīng)用及商業(yè)化生產(chǎn)還有很長(zhǎng)距離。因此,研究和優(yōu)化無鎘碳納米點(diǎn)發(fā)光性質(zhì),以及選擇和優(yōu)化量子點(diǎn)LED電荷傳輸層,對(duì)于提升無鎘量子點(diǎn)LED發(fā)光性能具有重要的意義。本論文從這兩方面出發(fā),取得的主要工作成果如下:1.通過對(duì)可溶液加工氧化石墨烯進(jìn)行弱化學(xué)還原處理將其應(yīng)用于Cd Se量子點(diǎn)LED的空穴注入層,并考察了不同還原程度對(duì)器件性能的影響。發(fā)現(xiàn)旋涂相同厚度氨水處理氧化石墨烯空穴注入層的正置Cd Se量子點(diǎn)LED器件,氨水還原后的器件性能顯著改善,其中還原時(shí)間為3小時(shí)的器件性能最優(yōu)。通過紫外光電子能譜,吸收光譜和原子力顯微鏡掃描分析得出:氨水還原后氧化石墨烯的導(dǎo)電率增強(qiáng),功函數(shù)提升,這兩個(gè)因素一方面增強(qiáng)了Cd Se量子點(diǎn)LED器件的空穴傳輸,另一方面抑制空穴的注入。通過對(duì)這兩種因素的折中,我們得到了性能最優(yōu)的Cd Se量子點(diǎn)LED器件,即為3小時(shí)氨水還原氧化石墨烯用作空穴注入層制作的器件。2.用低溫溶液沉淀法合成的Ti O2與Zn O納米粒子用作電子傳輸層分別制備了倒置Cd Se量子點(diǎn)LED,并研究了電致發(fā)光機(jī)理。發(fā)現(xiàn)Zn O電子傳輸層摻入部分Cs CO3會(huì)改善電子傳輸層電子到量子點(diǎn)層的注入,提高量子點(diǎn)LED的亮度和效率。同時(shí),更高的摻雜濃度會(huì)導(dǎo)致電子傳輸層具有較低的電荷遷移率和更大的表面粗糙度,進(jìn)而不利于器件性能的提高。另外,通過對(duì)比量子點(diǎn)層到Ti O2與Zn O納米粒子電子傳輸層的壽命,得出利用Ti O2納米粒子用作電子傳輸層具有進(jìn)一步提高量子點(diǎn)LED發(fā)光效率的潛力。3.制備了部分十二烷基鏈修飾的兩親性的碳納米點(diǎn),利用其自組裝性質(zhì)得到了具有水致熒光增強(qiáng)特性的“超級(jí)碳點(diǎn)”。通過將“超級(jí)碳點(diǎn)”與紙復(fù)合得到了有水致熒光增強(qiáng)特性的紙復(fù)合物。通過使用該“超級(jí)碳點(diǎn)”紙復(fù)合物,進(jìn)行噴水打印和簡(jiǎn)單指尖按壓獲得了高質(zhì)量的熒光圖像和指紋汗孔熒光圖像。通過時(shí)間分辨光譜,形貌表征,共聚焦成像和核磁表征得到了該碳納米點(diǎn)水致熒光增強(qiáng)的機(jī)理,并進(jìn)一步開發(fā)了該智能熒光碳納米材料在光信息存儲(chǔ),司法鑒定和醫(yī)療診斷等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。進(jìn)一步的,利用完全十二烷基鏈修飾的油性的碳納米點(diǎn)作為新型環(huán)保量子點(diǎn)LED發(fā)光層制備了器件,發(fā)現(xiàn)發(fā)射波長(zhǎng)隨電壓變化而改變。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：O471.1
【部分圖文】：

中國科學(xué)院大學(xué)博士學(xué)位論文：超級(jí)碳納米點(diǎn)和納米晶電荷傳輸層的制備及應(yīng)用研究發(fā)光二極管(LED)等[8, 19-24]。半導(dǎo)體量子點(diǎn)擁有獨(dú)特新穎的磁學(xué)，催化性質(zhì)，這與它們的尺寸有別于體材料分不開。此外，與無機(jī)體復(fù)雜昂貴相比，半導(dǎo)體量子點(diǎn)可溶液加工，并可通過滴涂、旋涂或式來加工成膜，顯著優(yōu)化半導(dǎo)體器件的制備工藝，降低了器件生產(chǎn)效率。

緒論 ehBemmr1122 me和 mh分別為電子與空穴的有效質(zhì)量。面效應(yīng)面效應(yīng)是指隨著材料尺寸減小，表面原子數(shù)相對(duì)于全部原子數(shù)間的圖 1.2 所示)，比表面積增加的效應(yīng)[7, 15, 25]。該效應(yīng)會(huì)引起材料的性面的變化。

圖 1.3 CdSe 量子點(diǎn)熱注入分解法合成過程機(jī)量子點(diǎn)具有自己獨(dú)特的優(yōu)秀性能。主要包括一下方面范圍寬有機(jī)染料窄的激發(fā)光譜,量子點(diǎn)激發(fā)譜是連續(xù)的。能量以激發(fā)量子點(diǎn)發(fā)出高質(zhì)量光,這為實(shí)現(xiàn)單光源激發(fā)都樣,真正實(shí)現(xiàn)多通道檢測(cè),簡(jiǎn)化了檢測(cè)過程,并提高了檢測(cè)敏可調(diào)控子尺寸效應(yīng)的無機(jī)量子點(diǎn),可以通過在化學(xué)合成過程中其熒光發(fā)光顏色,使其光譜范圍可以從紫外區(qū)域延伸到近需求。而求通過控制量子點(diǎn)大小，我們得到的發(fā)光顏色對(duì)以后商業(yè)化發(fā)展提供了極大的優(yōu)勢(shì)和可能。全寬,大的斯托克斯位移有機(jī)染料,較小的斯托克斯位移,容易引起自吸收現(xiàn)象,和光致發(fā)光器件效率提高；無機(jī)量子點(diǎn)較大的斯托克斯

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