Ⅱ-Ⅵ族核壳结构半导体量子点的制备及其发光特性的物理机制

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本文的研究内容分为四个部分:第一部分:胶体化学法合成CdSe/CdS核壳结构的量子点;第二部分:这种胶体量子点的微观结构研究;第三部分:该量子点的发光动力学性质研究;第四部分:该量子点的电致发光研究。 首先,采用胶体法合成了CdSe/CdS核壳结构的量子点,CdS壳层从单分子层到四个分子层。TEM图像表明合成的量子点具有均一的颗粒分布,良好的单分散性以及稳定的光学性质,这有利于探讨发光性质与其微观结构的关系。XRD谱表明相比于CdSe纳米晶体的衍射峰位,核壳结构CdSe/CdS纳米晶体的衍射峰位几乎没有什么变化,只是随着包层厚度的增加,稍向高角度移动,这就证实了核壳结构的实现。同时,随着包层厚度的增加,CdS壳施加于CdSe核的应力慢慢变大,Raman谱也说明了这一点。 然后,测量了室温下CdSe/CdS核壳结构量子点的吸收谱、发光谱以及光致发光寿命。光谱测量结果表明,随着包层厚度的增加,吸收峰和发光峰都发生了红移,同时光致发光量子产率慢慢增大,光致发光寿命则减少。此外,还测量了变温发光特性。随着温度的升高,发光峰发生红移、发光强度降低、光致发光寿命先增大后减小。 最后,尝试用所合成的CdSe/CdS核壳量子点进行电致发光研究,制作了以PVK:QDs混合薄膜为活性层的单层电致发光器件。然后对该器件进行了稳态电致发光的测量,主要是进行变温下的电致发光谱以及电流电压特性的测量,并对测量结果给予了分析。
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