卤化物钙钛矿量子点的设计合成、微结构调控及稳定性研究

来源 :河北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong535
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
全无机卤化铅钙钛矿量子点(PQDs)具有卓越的光电性能,如:发射波长可调、耐缺陷性强、光吸收系数高、较长的载流子扩散长度等,使其在发光二极管、激光器、X射线成像和光电探测器等领域具有良好的应用前景。然而,此类材料仍然存在着很多问题,特别是如何提高其稳定性是亟需解决的关键问题。首先,PQDs的形成能较低,在潮湿环境、强烈光照以及高温条件下易分解或聚集而发生荧光猝灭。因此,环境稳定性是影响钙钛矿量子点实际应用的首要问题。在空气中的水分、氧气、紫外线以及温度的影响下,PQDs的发光性能会大大减弱。其次,PQDs本身是离子化合物,无法在极性溶剂中保持其原有的光学特性。另外,卤化物钙钛矿量子点还容易发生卤素离子交换,大大增加了颜色变化的可能性。本文以提高量子点稳定性及其荧光性能为出发点,通过室温合成、热注射等合成方法,采取基质封装和金属离子掺杂策略,成功制备了具有不同结构和发光性能的卤化物钙钛矿量子点及其纳米复合材料,并对其晶体结构、组成、物相、形貌、发光性能和应用进行了详细研究。主要内容包括以下三方面:采用室温和热注射的方法将CsPbBr3和CsPbBr1.5I1.5 PQDs与缺陷发光(DL-SN)和不发光(SN)介孔二氧化硅复合得到了CsPbBr3@DL-SN/SN和CsPbBr1.5I1.5@DL-SN/SN复合纳米材料,基质材料的引入不但有效提高了PQDs的发光强度,而且极大提升了PQDs对温度、湿度、储存时间和水分的耐受性。这是由于介孔二氧化硅作为保护基质,在介孔及表面为PQDs的原位生长提供了大量的吸附位点,有利于隔绝PQDs与环境中的干扰因素直接接触而发生降解和猝灭。同时,DL-SN的蓝光发射峰与PQDs的紫外吸收峰重叠,因此会发生能量传递,从而得到荧光增强的结果。利用密度泛函理论(DFT)计算,验证了PQDs中的Pb2+与表面带负电荷的DL-SN间存在静电吸附力,为解释复合材料的形成机理提供了有力佐证。纳米复合材料与LED芯片制备的LED器件表现出优异的电致发光性能,表明纳米复合材料在光电器件、显示和LED等领域具有潜在的应用价值。此外,该策略对修饰和稳定其它类型PQDs并拓展其实际应用具有一定的借鉴意义。采用热注射法制备了CsPbCl3:Mn2+@DL-SN复合发光材料,DL-SN基质的加入不仅增强了PQDs的荧光强度,也提高了其对温度、湿度和存储时间的耐受性。同时,通过改变Mn2+与Pb2+的比例,材料的发光颜色实现了黄光-白光-蓝光的有效调控。通过密度泛函理论(DFT)对掺杂模型进行了结构优化和能带与态密度的理论计算,为解释掺杂机理提供了理论依据。另外,通过NH4F表面修饰实现了进一步增强Cs Pb Cl3PQDs发光的目的。将所合成的单一基质白光发光材料制备成光电器件,此器件显示出优异的电致发光性能,表明此类材料在白光LED、光学显示等领域具有潜在的应用价值。从绿色化学的角度出发,通过Ni2+掺杂来取代Cs Pb I3 PQDs中的Pb2+,降低了Pb2+对环境的污染性。另外,Ni2+的掺杂不仅可以增强PQDs的发光强度,另外可以极大提高材料在高温、长期贮存及水中的稳定性。这是由于Ni2+形成的3d轨道得到了八面体中的孤对电子,钝化了Pb-I键的反键态,增大了键能,且消除了量子点表面的部分缺陷,晶格结构向更加稳定的状态转变。通过掺杂其他种类金属氯化物,得到了不同种类阳离子电子层结构对材料荧光性能的影响规律。利用Ni2+掺杂后PQDs制成的光电器件可以发出明亮的红光,表明此材料有望应用于LED、光学显示等领域。
其他文献
步入二十一世纪后,世界经济发展迅速,科技发展水平也日新月异。随着网络信息技术的发展、数字时代及人工智能技术的出现,经济全球化进程也日益加速,实现了在世界范围内的资源共享和合作进步。然而,经济全球化具有双面性。一方面它能为企业的发展带来更多的机遇,另一方面,它也使得企业所处的外部经营环境变得日益复杂,企业承受着巨大的压力和挑战,比如要缩短交期、降低成本、提高产品质量等。再加上近年来中美贸易战和新冠疫
学位
小家电是大家电行业的分支,在当下消费升级的时代,小家电行业有着巨大的行业发展前景,在这种情况下,小家电品牌纷纷上市,形成了欣欣向荣的竞争态势。在这种情况下,B公司就要提高自身优势,根据自身特点制定差异化的营销策略,这样才能在激烈的市场中,抢占份额,赢得客户的认可。B公司原来是一家海外的OEM代工厂,近年来B公司依托珠三角地区天然的小家电产业集群的优势,以及独特的经营理念和市场定位,也逐渐在国内小家
学位
众所周知,车企及其上下游企业经过百年的历史进展,其竞争点已由最初的价格优势,逐渐向技术优先、服务优质的方向发展。这也就意味着,车企及其上下游企业在承担着作为制造型企业主体任务的同时,也需要遵守作为服务行业的支线要求。RB公司作为全球知名的汽车零部件企业,通过汽车电子、底盘控制系统等七个事业部,为车企提供各类型的汽车零部件,以及专业的整车智能解决方案。然而,组织的庞大和精细分工一方面为公司业务和员工
学位
居民的消费重心随着他们的生活品质的提升而逐渐发生偏移,增加的收入可以提供更多的精神与享受消费的选择,给普通生活带来不一样的体验。消费者对文化类产品的需求和服务类的消费也在不断增加。作为文化产业一员,动漫是成年一代人的年轻时候的回忆,也是年轻一代人的充满激情的创意,是茶余饭后的娱乐方式之一。动漫产业除了原生的动画、漫画、游戏、轻小说等内容,还包括了由动漫IP衍生的玩具、服装、配饰等周边产品,加上各种
学位
上颌窦底提升常用于增加上颌后牙区的垂直向骨量。成骨量不足是上颌窦底提升后的常见并发症之一,但目前关于该并发症的预防和处理尚无统一共识。本文将针对上颌窦底提升后成骨量不足的危险因素、临床表现、预防和处理措施进行阐述,以期为临床提供参考依据。
期刊
随着我国商业银行竞争的不断演变,国有大银行持续保持着政策、渠道及人员等方面的优势,特别是线上化、移动化金融的不断升级,资金不断涌向大银行,中小银行如何保持一定的竞争力,如何在日益复杂的环境中保持自己的优势,构筑中小型银行自身的护城河产品,已经是众多中小银行亟待解决的问题。随着金融科技的发展,银行也从原有的存款、贷款等传统业务进行转型,也开始着重于帮助客户解决在资金结算方面的痛点和难点,提供更多的增
学位
新世纪以来,中国的经济社会发展迅猛,科技进步明显。目前我国建材机械制造行业的营销环境与世纪之初已发生了翻天覆地的变化,行业内已基本形成了以少量大公司为主,众多中小公司为辅的市场竞争模式。但是行业集中度较低、产能过剩严重、产品趋于同质化、信息愈加透明,使得企业与消费者之间更加难以沟通达成一致。传统的4P、4C营销策略已逐渐失去效力,企业需要找寻新型的营销方案组合,提高企业的竞争力,从单次的产品交易转
学位
在疫情的不断冲击之下,严峻的经济形势使得科技水平的发展更进一步,社会各行各业迈向数字化转型的步伐也逐步加快。在此背景之下,随着新一代信息技术的发展,科技催生了一系列数字化技术,以虚拟现实为代表的元宇宙技术正在影响着企业员工的学习方式。建筑业是我国产业的中坚力量,推动着我国家朝着城市化的道路进步,近年来由于施工楼层逐渐加高,施工环节复杂,建筑业安全一直是全社会关心的问题。为了更好地对建筑业施工安全进
学位
本研究以讲座类知识付费平台为例,从技术接受模型理论出发,对知识付费平台用户使用行为的影响因素、存在问题、原因及优化策略进行系统研究。本论文基于平台的特点,将广告宣传、讲师声望、评价口碑、内容质量、内容系统性、平台风格、产品价格、付费方式、优惠促销、服务水平、便捷性和反馈互动这12个影响因素作为外部变量,基于技术接受模型理论建立了讲座类知识付费平台用户使用行为与平台外部变量之间的关系模型。本研究基于
学位
在营销市场中,易逝品的库存管理问题是当前企业面临的一个重要挑战.有效的库存管理策略可以使企业及时地调整生产速率,降低生产和库存成本.作为调节市场的关键因素,设定合理的产品售价也是至关重要的.对于产品价值随时间递减的易逝品来说,灵活的动态定价策略能使企业在合理的时间内售出更多产品,进而有效的减少市场浪费提高企业收益.此外,动态系统中最优策略的制定会受到外界不确定因素(如突发事件、技术困难等)的影响.
学位