CdTe量子点生长速率的参数研究

以NaTeO3为碲源,还原型谷胱甘肽(GSH)为稳定剂,一步合成CdTe量子点.研究了参与反应回流的镉与碲摩尔比和Cd2+浓度对CdTe量子点生长速率的影响,并用荧光光谱、X射线衍射光谱及透射电子显微镜对其性能进行表征.结果表明:GSH稳定的CdTe量子点具有闪锌矿结构、球形形貌;在pH =8.5,n(Cd2+)∶ n(GSH)=1∶1.2,C(Cd2)=0.67 mmol/L,n(Cd)∶ n(Te)=6∶1时,CdTe量子点荧光量子效率最高可达51.53;,并且量子点生长的速率在初期的1h内达到最高点,并随着时间的延长呈下降趋势.     

葡萄糖胺稳定CdS量子点的绿色合成及光谱特性

以葡萄糖胺(Glucosamine,GIcN)为稳定剂,以Cd(Ac)2 ·2H2O和Na2S ·9H2O作为反应剂,在室温下水相合成了CdS量子点.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV -Vis)和荧光发射光谱(PL)对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征,考察了反应体系的pH值、GlcN/Cd的物质的量比对量子点光谱性能的影响.结果表明,所获得的CdS量子点为立方闪锌矿结构,且尺寸分布均一,结晶度高,具有丰富的表面缺陷和量子尺寸限域效应.同时,对CdS量子点形成的可能机理进行了初步的探讨.     

水热法合成Cu-In-Zn-S量子点及其荧光性能研究

通过水热法制备了Cu-In-Zn-S (CIZS)四元量子点,采用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、荧光分光光度计(PL)研究了不同反应温度和Cu/In摩尔比对CIZS量子点的物相组成、显微形貌以及荧光性能的影响,同时利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对CIZS量子点的表面性质进行表征.结果 表明,量子点颗粒在水溶液中呈类球型并且具有良好的分散性,粒径大小为3～4 nm.合成的CIZS量子点具有优异的荧光性能,随着反应温度的升高,量子点的荧光强度逐渐增强;当反应温度为110℃时,量子点的荧光强度最高;然而,过高的反应温度造成了In2S3杂质相的形成,荧光强度随之降低.此外,随着Cu/In摩尔比的减小,CIZS量子点的发光峰位由675 nm蓝移至644 nm,同时量子点的荧光强度逐渐提高;当n(Cu)/n(In)=1∶7时,荧光强度达到最高值.同时,量子产率(QYs)达到最大值6.2;.基于CIZS量子点的LED成功实现发光,其中显色指数达81.2,发光效率为36.8 lm/W,表明了CIZS量子点在照明领域良好的应用前景.     

PbS量子点/MoO3纳米带复合材料的低温气敏性能研究

采用液相法制备PbS量子点修饰MoO3纳米带复合材料.利用XRD、FESEM、TEM、EDS等表征手段分析样品组成、结构与形貌,分别将MoO3纳米带、PbS量子点、PbS量子点/MoO3纳米带组装成陶瓷管气敏元件并测试其对NH3的气敏性能.结果表明,在低温(20~100 ℃)下PbS量子点/MoO3纳米带复合材料对NH3具有良好检测能力,最低测试限为10 ppm.由于PbS量子点均匀分布在MoO3纳米带表面可形成异质结界面,这可有助于电子、空穴的分离,从而显著改善电子传输性能和气敏特性.     

溶剂热法合成CsPbBr3量子点的研究

由于具有高量子效率、单色性好以及发光颜色在可见光范围内可调等特性,以CsPbX3(X=Cl、Br、I)为代表的钙钛矿量子点正在受到越来越多的关注.文中采用了溶剂热法,在低沸点且可作为分散剂的正己烷中直接合成了CsPbBr3量子点.研究表明,该方法制备的CsPbBr3量子点为典型的立方钙钛矿结构,其粒径均匀,大小在15 nm左右.该CsPbBr3量子点在400 nm紫外光的照射下发出很强的绿色荧光,中心波长为514 nm,半峰宽仅为18 nm,具有很好的单色性.通过制备条件的优化,获得该CsPbBr3量子点的最佳温度在90℃左右.通过简单的和Cl或I的原位离子交换作用,该CsPbBr3量子点发光波长可以在415～670 nm之间任意调节.     

ZnO/PbS量子点异质结太阳能电池结构调控研究

利用氧化锌溶胶-凝胶(Sol-Gel)、锌盐乙醇溶液(ES)和氧化锌纳米粒子溶液(NP)三种不同的籽晶层前驱液,在ITO衬底上通过化学浴沉积方法(CBD)制备出了一维氧化锌纳米棒阵列薄膜,并在所制备的氧化锌纳米棒阵列薄膜上构筑了具有“三维”异质结结构的PbS量子点太阳能电池.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射光谱分析等研究了籽晶层对氧化锌纳米棒阵列薄膜形貌、结构和光学性质的影响;结合电池性能测试结果,比较分析了“三维”异质结结构和“平面”异质结结构对电池性能的影响.结果表明:在ES籽晶层上生长的氧化锌纳米棒阵列薄膜的取向性最好,Sol-Gel次之,NP最差;在ES和Sol-Gel籽晶层上生长2h的样品透射率在80;左右;与“平面”异质结结构PbS量子点电池相比,基于氧化锌纳米棒阵列薄膜制备的“三维”异质结结构电池的短路电流可提高40;,表明“三维”异质结结构有利于载流子的分离和输运.     

SiO2复合CsPbI3量子点提高其相稳定性和抗湿性

无机卤化物钙钛矿量子点(CsPbX3,X=Cl,Br,I)是近两年才兴起并迅速成为研究热点的一类半导体材料,在发光二极管、背光显示、太阳能电池等领域具有广泛的应用前景.通过高温共沉淀的方法合成了CsPbI3量子点和CsPbI3/SiO2纳米复合物,并通过X射线粉末衍射仪,透射电子显微镜,荧光光谱仪等表征手段对它们的物相,形貌和光学性能等进行了测试分析.结果表明:立方晶系CsPbI3量子点的晶体结构极其不稳定,很容易从立方晶系转变为正交晶系.而通过复合技术制备的CsPbI3/SiO2纳米复合物呈现出三维网状结构,对CsPbI3量子点起到了保护作用,提高了立方晶系CsPbI3的物相稳定性和抗湿性,有望进一步拓展该材料在潮湿环境领域的应用.     

ZnSe/ZnS 核壳结构量子点的制备与表征

采用外延生长法在低于 ZnS 晶体成核温度(120 ℃)的条件下,通过在ZnSe 量子点表面生长 ZnS,制备出结晶良好的 ZnSe/ZnS 核壳型量子点.通过 X 射线衍射(XRD),透射电镜分析(TEM)证实了核壳结构的生成.通过荧光光谱和紫外-可见光吸收光谱分析证实,核壳结构的形成改善了 ZnSe 量子点的荧光特性.通过改变反应温度、反应时间、反应物的用量等实验参数,可得到不同厚度ZnS壳层包覆的核壳型量子点.所制备的ZnSe/ZnS量子点具有良好的水溶性,可以分散形成稳定、澄清的水溶液.在紫外灯的照射下,溶液呈现明亮的蓝绿色荧光.     

L-半胱氨酸修饰的ZnS∶Co/ZnS量子点的合成及表征

选用L-半胱氨酸作为修饰剂,采用共沉淀法在水溶液中合成了ZnS∶ Co/ZnS量子点.通过X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)、紫外可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)对量子点的结构、形貌、组成及光谱性质进行表征.结果表明:ZnS∶ Co/ZnS量子点为立方闪锌矿结构,颗粒呈球形,分散性好,颗粒尺寸约为3.3nm1;随着ZnS壳层增厚,ZnS∶ Co/ZnS量子点的荧光发射峰强度先增大后减小,核壳比为1∶0.15时发光强度达到最大.Co2+的掺杂和ZnS壳层的形成使量子点的荧光量子产率从2.4;增加到9.8;.L-半胱氨酸分子通过其巯基与量子点表面的金属离子配位,从而修饰在量子点的表面,使该量子点具有水溶性、生物相容性和生物可偶联性.     

长寿命水溶性CdS/ZnS核-壳量子点的合成及表征

以一锅法合成的CdS量子点为核心,采用单源分子前驱体法成功制备了高质量的油溶性CdS/ZnS核-壳量子点,量子点荧光量子产率高达43.7;,荧光寿命为306 ns.进一步用谷胱甘肽作为相转移剂,将油溶性CdS/ZnS量子点成功转入水相.采用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(PL)、时间分辨荧光光谱(TRF)、透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)对量子点的光谱性质和形貌、结构进行表征.结果表明:谷胱甘肽修饰的量子点水溶性好,粒径均匀,分散性良好,荧光量子产率高,荧光寿命长,显示了较好的生物分析应用前景.     

量子点激光器和量子点能态的计算

本文首先从态密度的角度,分析了半导体激光器从三维到零维发展的内因;介绍了实现量子点的工艺和量子点激光器的研究进程;评述了影响量子点激光器发展的"瓶颈"问题.在文章的后半部分,介绍了量子点电子态的计算,其中着重介绍了k·p微扰法.     

土豆基碳量子点的制备、Mn掺杂及在Ag+检测中的应用

以土豆为碳源采用水热法合成了发光碳量子点(CQDs),向体系中加入碳酸锰,合成了锰掺杂的CQDs(Mn-CQDs)。用透射电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱等对样品进行了表征。结果表明:CQDs和Mn-CQDs为球状,平均粒径3~5 nm;Mn掺杂增强了CQDs的荧光强度及稳定性;CQDs和Mn-CQDs最大激发波长分别为435 nm、395 nm,对应的发射波长分别为525 nm、465 nm。将CQDs、Mn-CQDs用于金属离子检测,它们都对Ag⁺具有很好的选择性,对Ag⁺的检测限分别为0.064 μmol/L、0.027 μmol/L,表明CQDs、Mn-CQDs可应用于水介质中Ag⁺的痕量检测,Mn-CQDs具有更高的灵敏度。     

InGaAs应变减少层对InAs量子点发光波长红移的影响

用有限元法对InAs/GaAs量子点材料的应变分布进行了研究,特别强调了三元化合物In0.2Ga0.8As应变减少层对各个应变分量的影响。在应变减少层作用下沿着平行生长方向和垂直于生长方向的应变分量增强;对电子结构有重要影响的静水应变和双轴应变分量也得到了增强。采用八带k.p理论,研究了在有应变减少层的条件下,应变对带边的影响,计算结果表明,与没有应变减少层相比,应变导致带隙变窄,定性解释了实验观察到的发光波长红移现象。通过调整相关参数,可以采用应变减少层技术实现光纤通信系统用的长波长发射激光器。     

半导体量子点内弹性应变能的研究

本文用有限元分析软件ANSTS 6.0计算了半导体量子点内的弹性应变和弹性应变能, 通过对金塔形、台形和圆顶形量子点内总弹性应变能的计算和总能量的比较,得到了在热平衡条件下金字塔形量子点是最稳定的结构.     

Electrical and optical properties of light emitting devices with quantum dots dispersed in PVK matrix

ABSTRACT

In this study, we fabricated QD-LEDs with QD emitters dispersed in poly(9-vinylcarbazole) (PVK) matrix. The emission layer was prepared by spin-coating of the PVK solution dispersed with red QD nanoparticles. The concentration of QDs was varied to be 0.5, 2.0, 5.0, and 10.0 mg/ml in PVK solution of 25 mg/ml. As the QD concentration increases, the current efficiency of QD-LED gradually increases and the emission from PVK matrix decreases. In addition, we investigated energy transfer system with QD and organic dopant material using same structure in emissive layer. We obtained a maximum current efficiency of 4.1 cd/A and an external quantum efficiency of 3.0% were achieved at a QD concentration of 5.0 mg/ml in QD-LEDs.     

垒层温度对InGaN量子点/量子阱复合结构内量子效率的影响

使用金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)方法生长了三个具有不同垒层温度的InGaN/GaN量子阱。由于高密度V型坑的形成,完整的量子阱结构被破坏,转变成了InGaN量子点(quantum dots, QDs)/量子阱(quantum well, QW)复合结构。通过变功率光致发光谱和变温光致发光谱,分析了在不同的垒层温度下量子限制斯塔克效应(quantum confined Stark effect, QCSE)、非辐射复合中心密度和载流子局域化效应的变化。结果表明:在较低的垒层温度下,QCSE较弱,因为在较低的温度下,V型坑的深度较深,应力释放较明显,残余应变较低;非辐射复合中心密度也随着温度的升高而逐渐增大;样品的内量子效率(internal quantum efficiency, IQE)随着垒层生长温度的升高而降低。QCSE的增强和非辐射复合中心密度的增大是垒层生长温度升高时内量子效率下降的主要因素。     

Difference of anisotropic structures of InAs/GaAs quantum dots between organometallic vapor-phase epitaxy and molecular beam epitaxy

The anisotropies of the baseline in and [1 1 0] of InAs quantum dots (QDs) fabricated by molecular beam epitaxy (MBE) and organometallic vapor-phase epitaxy (OMVPE) are investigated. The structural and optical difference between QDs by MBE and OMVPE are investigated through an atomic force microscopy, a transmission electron microscopy, and a photoluminescence polarization measurement. It is found that the InAs QD structural anisotropy in MBE agrees with the individual growth rate anisotropy. Moreover, it is found that the mixture of the different structural anisotropies is unique in OMVPE at low growth temperature (440°C) and the growth mode is complex. From the photoluminescence polarization measurement, the InAs QD structures which mainly contribute to the optical property are decided by the plus and minus of the polarization degree of the ground state, and it is shown that the baseline anisotropy of the QDs mainly agrees with the growth rate anisotropy.     

CuInS2量子点敏化ZnO基光阳极的制备与性能研究

采用两步法在导电玻璃(FTO)基板上制备纯氧化锌(ZnO)纳米棒和钇掺杂的氧化锌(ZnO∶Y)纳米棒,采用连续离子层吸附反应法(SILAR)在所制备的ZnO及ZnO∶Y纳米棒上沉积CuInS₂量子点制备ZnO/CuInS₂和ZnO∶Y/CuInS₂光阳极。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针能谱仪(EDS)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、电流密度-电压(J-V)曲线等技术手段对不同光阳极样品的晶相结构、微观形貌、化学组成、光吸收性能和太阳电池性能进行了表征。实验结果表明:所制备的ZnO纳米棒和ZnO∶Y纳米棒为六方纤锌矿结构。CuInS₂量子点敏化的ZnO纳米棒薄膜的光学带隙从3.22 eV减小为2.98 eV。CuInS₂量子点敏化ZnO∶Y太阳能电池的短路电流密度和光电转换效率比未掺杂的ZnO纳米棒组装的太阳能电池分别提高了6.5%和50.4%。     

基于Micro-LED全彩色微显示器制造技术研究进展

Micro-LED作为新一代显示技术,具有高亮度、低能耗、长寿命、自发光等优点,但其低效率全彩色显示等技术瓶颈限制了其产业化的进程和普及率的上升。全彩色显示是micro-LED商业化的关键技术,但随着LED芯片的高度集成化和微小化,将巨量的RGB三色芯片转移到同一衬底上实现全彩色显示的方法很大程度上造成了高成本和低成品率。因此,亟需发现更为简便和高效的全彩色显示方法。本文就micro-LED微显示器的制作技术及其实现全彩色显示的方法进行综述,重点介绍了量子点颜色转换层法、RGB直接排列法、特殊结构法和光学透镜法,最后探讨了micro-LED微显示器的技术挑战及发展趋势。