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量子点的水相制备及其在白光LED中的应用研究

许献美  
【摘要】:本论文采用了巯基水相法制备量子点。并采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、能谱分析法(EDS)、荧光光谱以及紫外光谱等表征方法分别对样品的晶体结构、形貌特征、成分、激光光谱和发射光谱以及吸收光谱进行了表征。并且将实验所得的部分量子点应用于白光LED中,讨论了组装所得的白光LED的相关技术指标。 研究结果表明: (1)以巯基乙酸(TGA)为稳定剂,SeO2为硒源在水相中一步合成CdSe量子点。所得量子点近球形,为立方晶型;其紫外吸收光谱相对于体材料发生了明显的蓝移;能在黄绿光范围内发光,抗光漂白性强。 (2)以巯基乙酸为稳定剂在合成Eu离子掺杂的CdSe纳米晶体,XRD图谱表明,实验所得到的样品近球状,为立方晶型;紫外吸收峰在~450nm左右,荧光发射峰蓝移至约505nm。实验探索得到Eu的掺杂量、反应时间及初始pH值分别为5%,5h,8.5。 (3)以3-巯基丙酸(3-MPA)为稳定剂,NaHSeO3为硒源在水相中一步合成CdSe量子点。该方法制备的CdSe量子点能在520nm到610nm范围内发光,为立方晶型,呈近球状形貌。最大荧光量子产率能达到9.3%,并且Se/Cd摩尔比为0.2时,能获得最窄的半峰宽(~44nm)。相对于以巯基乙酸(TGA)为稳定剂,SeO2为硒源合成CdSe量子点的方法,该方法所制备的CdSe量子点发光范围更宽,荧光效率更高。 (4)以3-巯基丙酸为稳定剂,Na2Se03为硒源水相制备了全色发光的CdSexTe1-x合金量子点,其荧光最大发射波长几乎覆盖整个可见光范围(495-720nm),最大量子产率达28%,紫外吸收波长在460-700nm之间,为立方晶型,近球状,粒径4-6nm。 (5)实验制备了CdSe量子点、CdSe/CdS量子点及CdSexTe1-x/ZnS量子点,并将它们与蓝光芯片组合成白光LED。结果表明:CdSe量子点白光LED显示指数均偏低,分别为40.5,49.3,43.6。CdSe/CdS量子点白光LED显示指数为77.1,实验首次探索性地将CdSexTe1-x/ZnS量子点用于白光LED,组装所得的白光LED显示指数最好为73.5,CdSexTe1-x/ZnS核壳量子点与YAG混合,增加了YAG白光LED红光区域的光度,改善了白光LED的显示性,使YAG白光LED显示指数从62.6提高到了83.3。


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