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新型纳米材料量子点独特的光物理化学性质,吸引了研究者对其制备、改性及应用研究的极大关注。如今,量子点在生物医学及光电子器件等方面显示出了巨大的应用潜力。本文从性能及应用的要求出发,主要对CdTe本征量子点、稀土掺杂量子点和CdTe量子点复合荧光微球的制备、荧光性能以及复合微球在LED上应用进行了研究。具体开展了以下工作: (1)在水相体系中,通过高效微波辅助水热法快速合成巯基丙酸(MPA)包覆稳定的CdTe量子点。通过X射线衍射谱(XRD)和高分辨率透射电子显微像(HRTEM)对量子点形貌及结构进行了研究,使用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和荧光光谱(PL)研究了量子点的光学性质。研究结果表明,CdTe量子点为立方闪锌矿结构且具有较高的结晶度与良好的分散性,其尺寸随反应时间增长而变大,紫外-可见吸收与荧光发射波长增大,荧光发射从绿光变化至红光。获得最高荧光量子产率值(66%)的量子点溶液的最优化条件为:反应温度为100℃,MPA/Cd/Te比值为1/2.4/0.5,[Cd]浓度值为5mmol/L和反应溶液pH值为8.4。对所制备的CdTe量子点进行光照射法处理后,荧光量子产率可达到89%。 (2)通过溶剂热法,选用十六胺(HDA)作为表面修饰剂,快速制备近红外发光球形HDA-CdTe量子点。研究结果表明,球形CdTe量子点为立方闪锌矿结构相,具有高结晶度及高分散性且尺寸分布较窄。随反应时间延长量子点的吸收峰与荧光发射峰红移,两者的斯托克位移较大,具有优良的近红外荧光性能。 (3)通过微波辅助水热法快速制备在水溶液中具有分散性的Eu3+掺杂CdTe量子点。研究结果表明,CdTe和CdTe∶Eu3+量子点均为高结晶度的立方相结构并具有较窄尺寸分布和良好单分散性。随掺杂Eu3+浓度增大,晶体发生晶胞收缩现象且结晶度降低。掺杂Eu3+离子后,CdTe∶Eu3+量子点的能量吸收强度增高,并且其荧光发射峰同时存在量子点本征峰与离子特征峰。随着掺杂Eu3+离子浓度增大,量子点本征荧光峰强度减弱,而离子特征峰相对增强,但是当掺杂离子浓度高于5 mol%时,将会出现一定程度的荧光淬灭。其中CdTe∶1%Eu3+量子点具有常温下稳定均衡的三种颜色荧光发射,发射波长位置分别为516nm、586nm和614nm。 (4)采用静电逐层自组装技术成功制备获得高荧光功能性NaLa(MoO4)2@CdTe核壳复合微球。通过带电性十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和CdTe量子点之间连续静电吸附合成规则均一的多层壳。相比量子点粉末的荧光发射,NaLa(MoO4)2@CdTe核壳微球显示了极强的光致发光强度和良好的荧光热稳定性。分析其荧光增强发光机理表明,主要存在两个因素:第一,在复合微球中NaLa(MoO4)2基质与CdTe量子点之间产生了荧光能量共振传递现象。第二,量子点在包覆层内形成了一个良好单分散性和保护环境。选用聚苯乙烯(PS)微球作为基质,通过静电自组装法制备了PS@CdTe核壳复合荧光微球。研究结果表明,PS@CdTe复合微球荧光强度和荧光热稳定性相比量子点粉末也得到了较大的提高,将其荧光性能与NaLa(MoO4)2@CdTe荧光复合微球相比,进一步证实了NaLa(MoO4)2@CdTe荧光微球的发光增强机理,表明了NaLa(MoO4)2@CdTe核壳微球具有更为良好的荧光性能与荧光热稳定性。 (5)采用逐层自组装技术制备获得多色荧光发射BaMoO4@CdTe核壳复合结构微球,通过改变包覆到BaMoO4微球表面量子点的尺寸来实现复合微球从绿色到红色发光区域内的调光,并应用于发光二极管(LED)。将这种复合材料作为荧光粉,以InGaN蓝光芯片作为激发源制备获得高显示指数的暖白光LED,其白光在色度坐标图上的坐标位于(0.351,0.322)。这种复合结构材料在多色光电子器件中的应用具有较大潜力。