【摘 要】
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全无机卤化钙钛矿（CsPbX3,X=Cl,Br和I）材料由于其优异的光学和光电性能,近几年在光伏和发光领域得到了较快的发展。然而,其中的CsPbCl3量子点的低绝对荧光量子产率（PLQYs）和稳定性差使其在发光领域的应用受到较大的限制。因此,在保持材料优异性能的基础上进行优化和改性来提高材料的量子产率和扩大材料的应用范围,是目前亟待解决的挑战。本文以CsPbCl3量子点为研究的主要原料,通过掺入稀
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全无机卤化钙钛矿（CsPbX3,X=Cl,Br和I）材料由于其优异的光学和光电性能,近几年在光伏和发光领域得到了较快的发展。然而,其中的CsPbCl3量子点的低绝对荧光量子产率（PLQYs）和稳定性差使其在发光领域的应用受到较大的限制。因此,在保持材料优异性能的基础上进行优化和改性来提高材料的量子产率和扩大材料的应用范围,是目前亟待解决的挑战。本文以CsPbCl3量子点为研究的主要原料,通过掺入稀土离子Yb3+,提高CsPbCl3量子点的整体量子产率。优化Yb3+掺杂CsPbCl3量子点的制备条件,介绍一种在Yb3+掺杂CsPbCl3量子点基础上包覆外壳层的方法,以改善钙钛矿量子点CsPbCl3的发光性能,并探索CsPbCl3:Yb3+核壳结构量子点在近红外LED方面的应用。主要研究成果总结如下:通过热注射法合成了全无机钙钛矿CsPbCl3:Yb3+量子点,探索了反应温度和Yb3+掺杂量对CsPbCl3量子点性能的影响。结果表明,在240℃,掺杂量为0.2 mmol时,制备的材料发光性能最优。通过对比Yb3+掺杂CsPbCl3量子点的激子和Yb3+在980 nm处的变温荧光光谱,且基于量子点的发光强度与稀土离子Yb3+发光强度之间的比值随温度变化的关系,实现了基于荧光强度比来监测温度的变化,当温度为316 K时,相对灵敏度达到5.7%K-1。此外,通过用980 nm激光器激发Yb3+掺杂的CsPbCl3量子点,发现了上转换协同发光性质。提供了一种合成CsPbCl3:Yb3+@CsPbCl3核壳结构量子点的方法,并探究了不同核壳厚度对CsPbCl3:Yb3+量子点发光性能的影响。结果表明,包壳层之后,Yb3+掺杂CsPbCl3量子点在980 nm处的发光性能增强。Yb3+在980 nm处的荧光寿命随核壳厚度的增加而增加,最长寿命达到2 ms,接近其辐射极限。包壳层可使材料表面的Yb3+离子内化,从而提高Yb3+在980 nm处发光的稳定性。此外,通过改换壳层的结构,用同样的方法合成CsPbCl3:Yb3+@Cs Mn Cl3,来探索这种合成方法的普遍实用性。最后,探索了CsPbCl3:Yb3+@CsPbCl3量子点的应用前景,将所制备的材料应用于近红外LED发光,并与近红外相机联用,实现了优异的夜视照明效果和无损检测。
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