【摘要】：多元硫?qū)巽~基和銀基半導(dǎo)體納米晶由于其優(yōu)異的光電性能,在生物成像、發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池和光催化領(lǐng)域都展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。近年來(lái),AgInS2(AIS)半導(dǎo)體納米晶由于其光學(xué)帶隙可調(diào)和較高的電子遷移率也得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注,因此有關(guān)AIS納米晶的合成引起了廣大科學(xué)工作者的興趣。目前AIS半導(dǎo)體納米晶的合成方法主要是基于各種金屬和硫配合物的熱分解或在特定配體下金屬陽(yáng)離子與硫直接反應(yīng)。然而,目前開(kāi)展的研究工作大都集中在AIS半導(dǎo)體納米晶的發(fā)光特性,而有關(guān)生長(zhǎng)機(jī)理的研究較少。在本論文中,采用種子生長(zhǎng)法以Ag2S納米顆粒作為種子,通過(guò)In3+和Zn2+離子的部分交換策略制備了出了三元AIS和四元Ag-In-Zn-S(AIZS)納米晶,探究了生長(zhǎng)機(jī)制和發(fā)光特性,并研究了其自組裝行為。在此基礎(chǔ)之上探索了其在發(fā)光二極管中的應(yīng)用。(1)采用一步合成法制備出了不同尺寸的二元Ag2S納米晶,然后將其作為種子,通過(guò)In3+離子交換法制備出不同尺寸的AIS納米晶。研究了其生長(zhǎng)過(guò)程中的形貌和結(jié)構(gòu)變化,發(fā)現(xiàn)其生長(zhǎng)過(guò)程中形成了中間體Ag2S-AIS異質(zhì)結(jié)納米晶,該中間體對(duì)AIS納米晶的形成發(fā)揮了重要作用。之后,研究了不同Ag/In投料比對(duì)AIS納米晶的光學(xué)帶隙和光致發(fā)光光譜(PL)的影響。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),晶相發(fā)生了一定的變化,發(fā)光性能也有所提高。除此之外,AIS納米晶能夠自組裝形成指紋形狀,這主要是由于十二硫醇和銦離子共同作用的結(jié)果。(2)采用種子生長(zhǎng)法以AIS納米晶作為種子,借助于Zn2+離子交換制備出了四元AIZS納米晶。Zn2+離子的引入使得光學(xué)帶隙增大,且光致發(fā)光峰向高能量方向移動(dòng),絕對(duì)熒光量子產(chǎn)率(PLQY)有了明顯提高,其最大PLQY能夠達(dá)到58%。采用時(shí)間分辨熒光光譜研究了 AIS和AIZS納米晶的光致發(fā)光動(dòng)力學(xué)過(guò)程,發(fā)現(xiàn)AIZS納米晶的光致發(fā)光光譜與納米晶的表面和內(nèi)部缺陷及施主-受主(D-A)對(duì)的復(fù)合相關(guān)。在此次基礎(chǔ)之上,以四元AIZS納米晶為發(fā)光層,使用全溶液法制備了多層發(fā)光器件,器件的啟亮電壓為3.4V,最高亮度達(dá)到114cd/m2。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：O734;TB383.1;TN312.8
【圖文】：

圖２．２尺寸為６．３ｎｍ的Ａｇ２Ｓ納米晶體為種子合成的ＡＩＳ納米晶體的光致發(fā)光光譜和吸收光逡逑譜

圖２．３由尺寸為６．６ｎｍ的Ａｇ２Ｓ納米晶體為種子合成的Ａ１Ｓ納米晶體在不同反應(yīng)時(shí)間時(shí)的ＴＥＭ逡逑圖譜：（ａ）邋５邋ｍｉｎ，（ｂ）邋１０邋ｍｉｎ，邋（ｃ）邋２０邋ｍｉｎ邋和（ｄ）邋６０邋ｍｉｎ；邋（ｅ）邋２０邋ｍｉｎ邋和（ｆ）邋６０邋ｍｉｎ邋的邋ＡＩＳ逡逑納米晶體的ＨＲＴＥＭ圖譜；（ｇ）邋６．６邋ｎｍ的Ａｇ２Ｓ和在５和６０邋ｍｉｎ的ＡＩＳ納米晶體的ＸＲＤ圖逡逑－－

AgZs納米晶體的合成過(guò)程及其通過(guò)交換反應(yīng)產(chǎn)生三元AglnsZ納米晶體示意圖

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本文編號(hào)：2804586