基于壳层调控制备高质量ZnCdS蓝色发光量子点和发光二极管

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leo5_1_8
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
半导体量子点(QDs)由于其具有发射光谱连续可调、色纯度高、荧光量子产率高以及易于合成制备等优点在发光器件领域受到了极大的关注。与有机发光二极管相比,量子点发光二极管具有色域范围更广,热稳定性和色彩稳定性更高,寿命更长等优势,在发光器件领域占据了重要地位。高效率发光的QLED需要高质量的量子点,目前常用于的量子点均为核壳结构,且大部分是基于CdS,CdZnS,CdZnSeS,ZnSe的核壳结构。由于量子限域效应,纳米晶尺寸越小,其能隙宽度越大,其发光波长越短。传统的二元量子点只能通过调控尺寸来调节其发光范围,而当量子点小于2 nm时,其稳定性极差,且不利于外延生长壳层来钝化表面。对于合金量子点,可以通过调控量子点尺寸和组分的双重手段来调控量子点的发光波长,更容易获得高质量的蓝色发光量子点。蓝色QLED器件性能差的原因主要有三个方面。第一,目前常用于蓝色QLED发光层的量子点均为核壳结构,其在结构上存在电荷注入困难的瓶颈;第二,蓝色QDs的最高占据分子轨道(HOMO)能级较绿色和红色的低,导致在空穴传输层(HTL)和QDs表面有较大的能量势垒;第三,在不同波长的发光光源的发射功率相同时,人眼感觉到光辐射的强度是不同的,蓝光较红色和绿色显示出较低的发光效率。第三点是主观因素,提高器件性能的措施重点在于前两点。在本文中我们将通过调控壳层材料,改善蓝色量子点自身结构的方法,改善ZnCdS/ZnS核壳结构量子点目前存在的不足,制备出高质量的蓝色量子点。这不仅对于量子点的合成有重要意义,还有助于提升蓝色QLED的性能。本论文主要研究内容如下:(1)通过组分调控,设计合成荧光量子产率大于90%的ZnCdS/ZnS蓝色量子点。采用相同成核方法,通过引入梯度合金中间壳层CdxZn1-xS,制备高质量的ZnCdS/CdxZn1-xS/ZnS深蓝色量子点,对合金壳层中Cd的含量x值进行优化,研究其对量子点的发光强度、寿命、量子产率等光学性能以及形貌结构的影响。实验结果表明,ZnCdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点在较高的温度下外延生长时能够保持较好稳定性,且具有良好的单分散性、较高的光致发光量子产率和较高的色纯度(FWHM<18 nm)。当x=0.225时,ZnCdS/CdxZn1-xS/ZnS的量子产率可接近100%,此时量子点的晶格失配最小,电子的波函数能够有效的局域在核内。(2)分别以ZnCdS/ZnS和ZnCdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点为发光层构筑蓝色QLED器件,通过对器件的亮度,电流密度,电流效率和外量子效率等性能参数进行一系列表征,研究CdxZn1-xS合金中间层以及ZnS壳层厚度对QLED性能的影响。实验结果表明ZnCdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点具有良好的化学/光化学稳定性和更高效的载流子传输性能,CdxZn1-xS外壳的存在对器件的外部量子效率和电流效率等性能产生了深刻的影响。基于该结构量子点所构筑的QLED器件的电流效率为3.4 cd A-1,EQE值超过18%,并且效率滚降较低。该量子点构筑的QLEDs之所以能取得如此优异的结果,可能是梯度合金层CdxZn1-xS的存在有效的降低了量子点的晶格缺陷,使得量子点具有高的PLQY,同时也提高了器件的载流子注入效率,另外非常薄的ZnS最外层在对电子波函数进行有效限域的同时也没有影响QLEDs的电荷注入效率。
其他文献
本文以一个室内设计师的眼光,通过解析风水在室外环境中的应用,指明哪些风水主张是有用的,哪些是骗人的,帮助人们更好地了解风水,合理利用风水。 This article takes an int
量子点发光二极管(QLED)存在高亮度时效率低、高效率下亮度低的问题。如何在高亮度的同时保持高效率、且具有高稳定性,是QLED领域亟需解决的难题,也是制约其在高亮高效显示和
宽容和理解是抚平学生心底伤痛的良药。我们放下教师的架子,以知心朋友的姿态和学生站在同一平台,就能用理解的心轻叩学生心中的那扇门,走进学生的心灵世界。在我从事多年的班主
报纸
三峡大坝升船机是三峡水利枢纽工程中重要的通航设施之一。就其通航规模、提升重量及高度而言,均属国内外已建、在建升船机之首位。本文以该大型升船机为工程背景,对升船机顶部
本文总结了聚N-异丙基丙烯酰胺系温度敏感性高聚物研究的最新进展。对线型,水凝胶及基材接枝聚合物的制备方法,性质及应用研究几个方面进行了较为全面的详述。
国家与社会相互依存又相互制约。国家和社会的本质关系是社会普遍利益与社会特殊利益之间的冲突与平衡,表现形式是国家权力与社会权利之间的影响和渗透。虽然传统的马克思主
研究性学习由社会发展、教育发展和受教育者本身的发展所决定,研究性学习可以充分发挥学生的创新意识、建构新的知识结构和具备发现问题、解决问题的能力.研究性学习在实践中
报道了四川莴苣属及近缘属10种植物核型研究结果,其中6个种染色体数目和核型为首次报道。核型结果为:莴苣(Lactuca sativa)8m+8sm(2sat)+2st(sat);高大翅果菊(Pterocypsela elata
中国古代白话小说各有体系,亦各有其命名的规律。说话四家中的小说从话本逐渐走向章回,其间的环节是明末的艳情小说。艳情小说命名多以"史"字为体制性后缀,这或当源于最早的
国家的高速发展离不开高素质人才,高素质人才呼唤高水平教育,高水平教育需要大批卓越教师来支撑和引领,这些理念已成为当今世界的共识。也正因为此,各国纷纷推出各自的卓越教