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锡掺杂卤化铅铯钙钛矿量子点的制备和光电性能的研究

刘圣男  
【摘要】:全无机卤化铅铯钙钛矿量子点(CsPbX_3 QDs)自出现以来,以其高的量子产率、窄的发射带宽在短时间内引起了人们的广泛关注。目前,CsPbX_3 QDs已成为各种光电子器件纳米材料的重要组成部分,并表现出与传统半导体相当的优良性能。但是胶体钙钛矿材料由于表面缺陷较多容易受到空气中的水,氧气等影响而降解失去其原本的结构。本论文重点讨论锡掺杂卤化铅铯钙钛矿量子点材料的合成,并结合固体石蜡和玻璃基质材料分别制备了锡掺杂钙钛矿量子点石蜡包覆材料和量子点微晶玻璃,通过一系列现代分析测试方法对合成样品的发光特性,宏观状态,微观的结构和形貌,以及用于发光二极管设备后的性能进行了系统的研究。具体内容如下:1.通过热注入法在碘化铅铯量子点的制备过程中加入了氯化锡,由于锡能部分取代铅使量子点晶格收缩,提高了量子点的形成能进而增强材料的稳定性。同时氯离子大部分集中在材料的表面能很好的中和表面不匹配的铅离子减少缺陷,从而将材料的量子产率提高到83.7%。2.通过热注入法制备锡掺杂的溴碘铅铯量子点溶液,控制锡的含量来调节材料的带隙。将制得的胶体量子点和固体石蜡复合制备出石蜡包覆的量子点材料,提高材料的稳定性,该材料在水中浸泡20天后仍能保持优异的发光强度,最后将材料成功应用于白光LED中。3.通过熔融热淬法和整体析晶法制备了锡掺杂溴化铅铯量子点微晶玻璃,由于被玻璃基质包裹保护,样品的空气,水,光以及热稳定性都得到了大大的提升。同时本章中还研究了锡的加入量对材料性能的影响。并通过透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、电子能谱(XPS)等一系列测试方法对制备的玻璃样品进行了表征。最后该量子点玻璃成功应用于白光LED并实现了色温、显色指数、色坐标的可调。


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