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量子点LED(QLED)显示技术被认为是下一代新型显示技术之一,但过去报道的Gd(Se,S)/Zn(S,Se)量子点,含有重金属,对环境有害。相比较而言,碳、氮化碳和氮化硼非金属材料在地球上资源丰富,无毒无害,具有合适带隙、优异的光电性能、良好的化学稳定性与热稳定性、以及生物相容性。近年来,碳量子点以及石墨相氮化碳(g-C3N4)量子点在白光LED、生物成像、生物传感、光催化以及元素检测方面的潜在应用,纷纷吸引了广大学者的注意。新兴宽带隙二维半导体材料六方相氮化硼(h-BN),也逐渐引起人们的注意。为探索C、g-C3N4和h-BN量子点在下一代QLED显示器应用的可能,论文首先制备了此类无毒非金属量子点,进而研究了其发光性能与发光机理,最后使用此类量子点制作了QLED器件原型。论文取得主要成果如下:(1)采用水热法,通过对草酸和乙醇为原料合成的碳量子点对比,结果表明,采用草酸为原料合成的碳量子点发射峰位于412 nm,乙醇作为原料直接进行热裂解制备的碳量子点发射峰位于470 nm,相对而言,乙醇作为碳前驱体制备的碳量子点更加符合蓝光发射的要求,量子产率QY达到24.8%,量子点粒度均匀,典型尺寸为1.5-3.5 nm。通过调控反应温度和保温时间,最佳的实验方案为200℃下保温18h。通过对比试验发现,氨水调控使得碳量子点的发射光谱的红移量增大,XPS和FTIR证实氨水中的N原子不仅进入了碳核中,还以氨基基团的形式存在于碳量子点的表面。(2)以三聚氰胺为原料,通过热缩聚合成了g-C3N4固体粉末,进而通过超声剥离制备出尺寸为2-3 nm的g-C3N4量子点。通过在氮气与空气条件下分别对不同温度聚合的g-C3N4固体粉末发光性能研究表明,在N2保护下500℃合成的固体粉末发光最强。超声剥离后,采用N2保护下500℃聚合的粉末制备的量子点发光依然最强,量子产率最高达到49.8%。通过结构分析表明,在空气450℃与氮气500℃条件下合成的固体粉末中含有少量的蜜勒胺中间产物,但随温度从500升高至650℃,在颗粒表面出现N-OH和OH-C=O基团。少量蜜勒胺的残留以及N2气氛有利于保护g-C3N4粉末颗粒表面的完整性。超声剥离后,激发光谱中的缺陷吸收带和无辐射跃迁吸收消失,这些因素有利于提高发光效率。以g-C3N4量子点作为发光层,成功制备出QLED器件。(3)采用高温固相反应法,通过对硼氨烷、硼酸为原料合成h-BN粉末剥离的量子点进行对比,结果表明,利用硼氨烷作为原料在1250℃下合成的样品结晶性能好,但不易剥离成量子点;利用硼酸作为原料在900℃下合成的h-BN粉末样品为多孔无定型态,剥离后呈无色透明,其发射峰位于438.5 nm。并且将h-BN量子点与PVA结合成功制备出了固态发光的薄膜。