【摘要】：憑借其優(yōu)越的光學性能,半導體量子點在顯示及照明上有著廣闊的應用前景。本論文主要圍繞幾種核/殼結(jié)構量子點的光學特性研究展開,主要研究了殼層厚度對量子點光學性質(zhì)的影響及其光穩(wěn)定性機制,分析了厚殼層量子點在顯示背光源上應用的可行性。主要研究內(nèi)容如下:首先,我們采用快速殼層生長法制備了殼層厚度分別為3、6、10和14個CdS單層的CdSe/CdS核/殼結(jié)構量子點,并結(jié)合光照實驗中熒光強度和熒光壽命的變化分析了光穩(wěn)定性機制。實驗結(jié)果表明較厚殼層能夠有效地阻止與表面陷阱態(tài)(或表面態(tài))相關的激子復合過程,提高CdSe/CdS核/殼結(jié)構量子點的光穩(wěn)定性。其次,我們制備了具有窄熒光線寬(~21nm)的CdZnSeS合金裸核和殼層厚度分別為3、11和17個ZnS單層的CdZnSeS/ZnS合金核/殼結(jié)構量子點,并運用光譜-電化學實驗和紫外光照實驗對其光穩(wěn)定性進行了研究。光譜-電化學研究結(jié)果表明,量子點的激子發(fā)光中心主要受到表面電子缺陷態(tài)(或表面態(tài))的影響,而隨著殼層的增加,激子發(fā)光中心與表面缺陷態(tài)之間的相互作用明顯變?nèi)�。紫外光照光譜研究表明,隨著殼層的增加,樣品的光穩(wěn)定性得到明顯提高,但當殼層厚度進一步增加至17層時,光穩(wěn)定性明顯下降。我們認為該樣品光穩(wěn)定性的下降主要是由光照過程中應力的進一步釋放所致,這一判斷也通過樣品的高分辨透射電鏡和X-射線衍射譜測試結(jié)果予以證明。進而,通過將具有高穩(wěn)定性的CdSe/CdS量子點和綠光合金量子點與藍光LED結(jié)合,初步探索了量子點在顯示背光源上應用的可行性,白光背光源經(jīng)過濾色片后色域達到~98%NTSC。進一步,我們計算了封裝白光背光源所需的紅、綠量子點的質(zhì)量配比,為制備紅、綠量子點薄膜及白光LED提供理論指導。在該理論的指導下,制備了基于厚殼層的CdSe/CdS和CdZnSeS/ZnS量子點薄膜的白光背景光源器件,其色域達到了~130%NTSC,并對其相關的色度學和光度學參數(shù)進行討論。此外,我們對無鎘的核/殼結(jié)構量子點在背光源上的應用展開了科學探索。我們制備了具有不同的Cu/In摩爾比例(1/1,1/2,1/4和1/8)和不同殼層厚度(2、5和9個ZnS單層)的CuInS_2/ZnS量子點,研究了其光學穩(wěn)定性的影響機制。隨著Cu/In比例的減少和殼層厚度的增加,量子點的光穩(wěn)定性得到提高。時間分辨光譜研究表明其熒光峰包含了兩種具有不同發(fā)射能量的施主-受主對。我們認為具有較高能量的施主-受主對位于核/殼界面處,而具有較低能量的施主-受主對位于核內(nèi)。殼層的包覆使得外界環(huán)境對高能的施主-受主對的影響減弱,較厚殼層的包覆能夠提高該量子點的光穩(wěn)定性。通過對CuInS_2/ZnS量子點進行Mn離子的摻雜,成功制備了具有綠-橙雙色熒光的CuInS_2/ZnS:Mn/ZnS量子點,初步實現(xiàn)基于該雙色量子點的白光LED。
【圖文】：

米技術的概念。1974 年，日本科學家 Norio Taniguchi 最早使用了納精密機械加工。20 世紀 90 年代初，納米技術逐步發(fā)展起來，，成為一的學科，展現(xiàn)出強大的生命力，它將在 21 世紀掀起一場新的科技產(chǎn)業(yè)要的研究對象為尺寸在 0.1 至 100nm 范圍內(nèi)的熒光材料，該技術使得原子水平上操縱物質(zhì)。熒光納米材料在尺度上的特異性使得它展現(xiàn)出截然不同的特性，其物理和化學性質(zhì)介于宏觀物質(zhì)和微觀原子分子之應、表面效應、宏觀量子隧道效應等等。[1-2]近幾十年來，納米材料的性質(zhì)在太陽能電池、生物醫(yī)學、顯示和照明等領域展現(xiàn)出巨大的應用人們越來越多的關注和重視。及其特性點的定義

的溶解實現(xiàn)整體量子點的均勻生長。條件（如溫度、前驅(qū)體濃度等）和表面活辛基膦、正三辛基氧膦等）。[27-29]matic procedure of the synthesis of QDs (right) and degree of supersaturation.[24] 量子點合成裝置圖（左）及過飽和自由度的演變
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O471.1

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本文編號：2677985