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《东南大学》 2017年
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核壳结构量子点的厚壳层快速制备及其光学性质

许瑞林  
【摘要】:凭借荧光可调等特点,胶状半导体量子点在探测、显示和照明等领域有着广泛的应用前景。本论文工作基于光稳定性和荧光量子产率的提高,主要研究了量子点的厚壳层快速制备与掺锰Ⅰ型和Ⅱ型量子点的光学性质。量子点的光稳定性可采用无机宽禁带材料的厚壳层包覆来提高。通过优化配体和前驱体浓度等因素可以在6分钟内实现ZnS厚壳层(~20个分子层)的“flash”快速制备,并探讨了快速制备的机理。进一步优化的“flash”快速制备有利于获得更窄的尺寸分布、更高的荧光量子产率和尺寸限制的突破。厚壳层的快速制备既能提高量子点的光稳定性,又有利于降低其制备成本;从而有利于量子点的工业化应用。对于一锅法生长掺杂与“flash”快速制备的组合策略,为避免Mn2+离子的过度扩散,注入温度和生长温度分别降低至340℃和315℃,厚壳层掺锰CdS/ZnS量子点(~14个ZnS分子层)的荧光量子产率可从25%提高至36%。进一步地,实施了热注入法成核掺杂与优化“flash”快速制备的优化组合策略;所制备厚壳层掺锰CdS/ZnS量子点(~18个ZnS分子层)具有高的荧光量子产率(达40%),且展现了可应用的高光稳定性(直接封装在紫光LED芯片表面进行测试)。在Ⅱ型量子点中,热激子冷却和冷激子辐射复合均比较慢,从而激子容易遭受陷阱中心的俘获;这大大降低了 Ⅱ型量子点的荧光量子产率。因此,Mn2+离子被引作激子耦合器来增强Ⅱ型CdS/ZnSe/ZnS量子点(荧光寿命的时间尺度:~100纳秒)的激子发射(荧光量子产率可从~35%增至~60%)。瞬态吸收光谱和瞬态荧光光谱揭示了荧光增强来自于两个耦合:1、热激子向Mn2+离子的快速能量转移(~220皮秒),2、冷激子与Mn2+离子之间的双向强耦合。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O471.1

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