全无机钙钛矿量子点稳定性研究及高纯黄光发光二极管制备

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量子点是指组成的原子数量较少,在三维方向尺寸大小分布为纳米级,电子运动在各个方向受到限制一类材料。由于量子点具有较高量子产率、半峰宽窄、分散性好等优异光学性能,使其在LED、光电探测器具有很大应用前景。本文合成了不同发光波长的CsPbX3钙钛矿量子点,并对合成方法进行了优化,通过研究并提高了CsPbBr3量子点稳定性,制备出了高纯度稳定性黄光二极管。本论文获得的主要结果包括以下几点:(1)用碳酸铯制备前驱体,合成了CsPbBr3 QDs量子点,合成量子点为立方钙钛矿结构,结晶性能好。它们具有优异光学性能,峰值波长为520nm,半峰宽为20nm。然后用硬脂酸铯制备前驱体,合成了各种不同发光波长CsPbX3量子点,在室温下量子点具有很高的荧光效率。当卤素元素Br/I为0.55/0.45,得到黄色量子点的波长为570nm,半峰宽为25nm。(2)采用旋涂方式制备出均匀的CsPbBr3量子点薄膜,将其长时间放在空气、氧气环境下,测量量子点薄膜PL光谱强度变化。在空气氛围下,量子点PL强度会出现不可恢复的快速下降,同时会出现波长红移现象;在氮气氛围下,测得量子点薄膜PL强度很稳定,基本不发生变化。因此为了防止量子点薄膜发光效率下降,用PE-ALD在量子点薄膜表面生长几纳米厚度的氧化铝薄膜,使量子点在空气、水、氧等环境下的稳定性有显著提高。(3)制备出了隔热型结构黄光发光二极管,首先将硅胶固化在蓝光GaN芯片上,接着把黄光量子点滴在硅胶上,防止量子点与GaN芯片直接接触。在40℃低温条件下,在量子点表面生长几纳米厚度的氧化铝薄膜,起到提高量子点稳定性作用。制备出的量子点黄光LED峰值波长为为570nm,半峰宽为25nm。当注入电流从5mA到150mA变化时,色度图坐标基本没有变化,为(0.4920±0.0017,0.4988±0.0053)。。在电流为6mA时,黄光LED流明效率最高为13.51lm/w。
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