【摘 要】
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量子点（QDs）作为一种半导体纳米晶体,具备独特的光电特性,在照明和显示领域展露出广阔的应用前景。随着对量子点的研究和应用逐步深入,表面物理和化学成为量子点相关研究中的一个重要领域。对量子点表面的合理控制不但可以控制尺寸,还可以调节其光学性能,在提升量子点光电器件性能方面起到关键作用。本文围绕表面修饰优化量子点及发光二极管（LED）的发光性能和稳定性展开研究。研究内容包括近红外LED应用中三辛基膦
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（51672068）； 天津市自然科学基金项目（17JCYBJC41500）； 科技部国家重点研发计划项目（2016YFB0400600,2016YFB0400605）；
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量子点（QDs）作为一种半导体纳米晶体,具备独特的光电特性,在照明和显示领域展露出广阔的应用前景。随着对量子点的研究和应用逐步深入,表面物理和化学成为量子点相关研究中的一个重要领域。对量子点表面的合理控制不但可以控制尺寸,还可以调节其光学性能,在提升量子点光电器件性能方面起到关键作用。本文围绕表面修饰优化量子点及发光二极管（LED）的发光性能和稳定性展开研究。研究内容包括近红外LED应用中三辛基膦（TOP）诱导的PbS量子点表面配体改良和用于白光LED（WLED）中高效稳定的自组装CdSe/CdS/Zn S量子棒团簇（QRAs）材料两个方面。1.表面配体改良方面:PbS量子点由于表面S原子容易被氧化而快速降解,造成材料和器件不稳定。在本文中,开发出一种表面修饰方案,通过对表面S原子进行定向钝化来提高PbS量子点的空气稳定性。改良机理遵循TOP诱导的表面反应机理,修饰后的PbS量子点具有被羧酸铅钝化的完全富Pb的表面,可有效保护表面S原子免受氧化。表面分析表明,该反应仅作用于表面S原子,而不会影响表面Pb上的原始配体。修饰后的PbS量子点可以长时间暴露在空气中,没有明显的荧光猝灭和发射峰移动。此外,修饰后的PbS量子点显示出与聚合物的高度相容性,进一步提高了量子点嵌入有机硅和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等基质后的稳定性。研究表明,修饰后的PbS量子点在LED中有很高的稳定性。在空气中持续运行250小时后,LED仅显示1.5%的轻微退化。通过本文方案修饰的PbS量子点在光电应用中具有广阔的发展前景。2.自组装结构材料方面:CdSe/CdS核-壳量子棒（QRs）的棒状结构可以缓解CdSe量子点自吸收问题,但QRs通常表现出相对较低的量子效率和较差的稳定性。在本文中,通过在Zn S基质中生长和嵌入CdSe/CdS QRs,形成有效且稳定的CdSe/CdS/Zn S量子棒组装结构材料（QRAs）。结构表征表明,CdSe/CdS QRs被QRAs结构中的Zn S包裹和互连。稳定的Zn S包裹使CdSe/CdS/Zn S QRAs的量子效率高达85%。QRAs还有很好的光学稳定性和热稳定性。在100℃时,QRAs固体可以保留93%的初始效率。在持续激发100小时后,CdSe/CdS/Zn S QRAs固体薄膜的光降解仅为2%。研究表明,使用QRAs固体作为红色荧光粉包装在蓝色Ga N芯片的顶部制备的WLED具有优异的光学性能。
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