全无机钙钛矿量子点的制备及发光机制研究

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量子点具有半高宽窄,量子产率高,并且其光谱可覆盖整个可见光区域等优异特点引起了广泛的关注,在许许多多的领域都有很重要的应用。例如像LED、生物荧光标记。常见的钙钛矿量子点有两种:有机-无机杂化钙钛矿CH3NH3Pb X3(X=Br,Cl,I)量子点和全无机钙钛矿Cs Pb X3(X=Br,Cl,I)量子点。但有机-无机杂化钙钛矿CH3NH3Pb X3(X=Br,Cl,I)量子点稳定性较差,极易与空气中的水和氧发生反应,从而限制了量子点在未来器件中的应用前景。本文采用热注入法制备了不同组分的全无机钙钛矿Cs Pb X3(X=Br,Cl,I)量子点,通过在Cs Pb Cl3量子点中掺杂Mn2+来替代体系中的剧毒元素Pb2+,通过包覆Zn S壳层来提高Cs Pb Br1.05I1.95量子点的PL强度和光学稳定性。通过测试量子点内部的荧光衰减寿命、变温PL光谱等来分析量子点的发光过程。具体内容如下:成功制备了不同组分的全无机钙钛矿Cs Pb X3(X=Br,Cl,I)量子点。所以通过改变阴离子组分来调节量子点的带隙,使其发光区域尽可能覆盖整个可见光谱。通过进一步测试荧光衰减寿命来研究其内部的发光机制。同时,我们对不同组分的Cs Pb X3(X=Br,Cl,I)量子点测试了变温光谱,并研究了温度对变温光谱的峰位PL强度以及半高宽谱线展宽的影响。发现随着测试温度的升高全无机钙钛矿Cs Pb X3(X=Br,Cl,I)量子点的发射峰位持续的蓝移;并且当温度升高时,量子点也表现出峰强下降的特点。与此同时,变温光谱的谱线发生不断地展宽。这是由于温度引起的发光的热猝灭,声子散射等原因导致谱线变宽。将Mn2+掺杂进Cs Pb Cl3量子点之中。合成的Cs Pb XMn1-XCl3量子点在410 nm和590nm各自有一个发射峰。通过调整Cs Pb XMn1-XCl3量子点中的Mn2+/Pb2+摩尔比来调节两个峰位的发光强度变化。通过通过进一步测试荧光衰减寿命来研究其内部的发光机制。同时,我们对不同Mn2+/Pb2+摩尔比的Cs Pb XMn1-XCl3量子点测试了其变温光谱,研究了温度对于Cs Pb XMn1-XCl3的谱线展宽,发射峰的位置及PL强度等相关数据。当温度的不断下降时,Cs Pb Cl3量子点的发射峰强度不断升高而Mn2+的发射峰强度不断降低,这是能量转移的结果。通过热注入法制备了反应不同时间的Cs Pb Br1.05I1.95/Zn S核/壳量子点。随着包覆时间的延长,Zn S壳层的厚度增加,Cs Pb Br1.05I1.95/Zn S核/壳量子点的发光峰位不断向着短波长方向移动,并且发光峰的峰强持续变大。通过测试Cs Pb Br1.05I1.95/Zn S核/壳量子点的寿命来研究其内部的发光机制。同时,我们对反应不同时间的Cs Pb Br1.05I1.95/Zn S核/壳量子点测试了变温光谱,研究了温度对于Cs Pb Br1.05I1.95/Zn S的谱线展宽,发射峰的位置及PL强度等相关数据。并对包覆后的Cs Pb Br1.05I1.95/Zn S核/壳量子点与未包覆的Cs Pb Br1.05I1.95量子点稳定性进行了研究。
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