基于蓝光量子点的电致发光器件研究

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由于具有发光颜色可调、色纯度高、荧光效率高、可溶液制备和稳定性好等优异特性,量子点被广泛应用于开发新一代发光二极管。蓝光量子点及其发光器件的研究对白光照明和RGB全色域显示有着十分重要的意义。本论文选择蓝光碳量子点(CDs)和蓝光钙钛矿量子点(Pe QDs)作为研究对象,制备了基于这两种蓝光量子点的有机-无机杂化异质结电致发光器件并研究了其发光性能,取得了以下成果:(1)在设计有机-无机杂化异质结发光二极管的过程中,选用氧化锌纳米线(ZnO NWs)作为电子传输层。水热法生长的ZnO NWs具有典型的六方纤锌矿结构,沿(002)晶面垂直于ITO玻璃衬底生长。ZnO NWs的光致发光(PL)在可见光范围有一个平滑的宽峰,发光中心在577 nm处的黄光区域。此外,在紫外光区域还存在一个近带边发射,峰位位于379 nm处。(2)引入蓝光CDs来调控PEDOT:PSS/ZnO NWs有机-无机杂化异质结发光二极管的蓝光发射实现近白光LED。研究发现,位于EL(PL)光谱中460(436)nm和545(523)nm处的蓝色和绿色发射峰均来源于CDs。在CDs/ZnO NWs与PEDOT:PSS之间薄涂一层PMMA,不仅修饰了CDs/ZnO NWs和PEDOT:PSS的界面,而且显著提高了器件EL的蓝光发光强度,使得器件的发光颜色从黄绿色向近白光靠近。通过能带图分析发现,PMMA修饰层提供的高势垒可以有效阻止电子溢出到PEDOT:PSS中,使电子和空穴在CDs/ZnO NWs侧辐射复合,增强了CDs和ZnO NWs的蓝光发射,从而使得器件发光颜色向近白光偏移。(3)利用DDAB作为助溶剂与量子点的配体,成功在空气中合成了高质量的Ni Cl2掺杂的Cs Pb Br3量子点。XRD、EDS、UV-vis、PL和TRPL测试结果表明,部分氯离子(镍离子)成功替代了溴离子(铅离子)后的量子点质量依旧较高。随着Ni Cl2掺杂量的增加,Cs Pb Br3量子点的荧光发射峰从515 nm蓝移至452 nm,实现了量子点发光颜色的可控调谐。在此基础上,制备了基于Cs Pb0.7Ni0.3Br2Cl1量子点、发光峰位位于486 nm的有机-无机杂化结构的蓝光电致发光器件,为制备蓝光钙钛矿LED提供了一个可行的途径。
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