超重力法制备InP@ZnS核壳量子点及性能研究

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量子点由于其出色的光学物理性质,在以显示领域为代表的众多领域得到广泛应用。不同于镉系或铅系等含有毒重金属的量子点,In P@Zn S核壳量子点作为一种对环境友好的量子点,满足新型显示领域发光材料安全无毒的需求。但目前In P@Zn S核壳量子点主要的制备方法所需温度高,反应时间长,产量小,不利于进一步推进量子点产业化。本论文中设计了一种基于超重力反应器的新型In P@Zn S核壳量子点制备方式,该方法具有反应温度低、制备时间短、可连续合成的特点,通过溶剂热法、热注入法分别与超重力反应器相结合,成功制备了性能良好的In P@Zn S核壳量子点。过程中采用价格低廉且稳定性高的磷源——三(二甲胺基)膦与绿色环保的有机溶剂液体石蜡,降低合成成本与环境污染。实验中对所制得In P@Zn S核壳量子点进行表征与分析,优化了量子点性能参数。具体主要包含如下工作内容:(1)通过溶剂热耦合超重力法制备红光In P@Zn S核壳量子点,同溶剂热法制备的量子点进行表征测试,验证了实验方法的可行性。通过改变不同反应条件合成In P@Zn S核壳量子点,优化其性能参数,当油酸加入量7.5 m L,循环反应15 min,超重力水平设置为β=200,前驱体温度控制在80℃,液体石蜡与超纯水分别为50 m L和75 m L的进料量,在前驱体配置过程中加入10 m L的In P核溶液控制1:1的铟硫比,为最优制备条件,可得到最佳性能产物。(2)通过热注入耦合超重力法制备蓝色与红色In P@Zn S核壳量子点。与热注入法制备量子点进行表征分析,验证热注入耦合超重力法的可行性,该方法降低了合成温度与合成时间,使用绿色环保的液体石蜡作为溶剂。合成量子点为类球形,具有5-6 nm的小尺寸且分散性良好,尺寸分布范围窄。与溶剂热耦合超重力法制备产物相比,半峰宽大幅降低,色纯度更高。(3)对量子点进行LED器件封装,测试不同电流下的发光性能,器件有着优异的色温和显色性,生产成本低,可批量制备,并对其进行MicroLED概念化应用。制得器件不含镉元素和铅元素等有毒重金属元素,在环境亲和性上具有显著优势,可应用于生物医疗、照明显示等多个领域中。
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