量子點發(fā)光器件關(guān)鍵材料的研究.pdf

1、量子點這一新興的零維納米材料,具有許多獨特優(yōu)異的性質(zhì),引起全世界的廣泛關(guān)注和研究?；谀z質(zhì)量子點開發(fā)出的量子點發(fā)光二級管(Light Emitting Diode,LED),與傳統(tǒng)的LED相比,具有發(fā)射光譜窄、光色可調(diào)、功耗低等優(yōu)勢,成為新一代的照明元件的研究熱點。然而器件的穩(wěn)定性差、低的注入效率以及其中存在的非輻射復(fù)合是目前制約量子點LED實用化的三大最關(guān)鍵性問題。本論文圍繞以上關(guān)鍵問題開展了對量子點LED關(guān)鍵材料及器件的系統(tǒng)研究,主

2、要內(nèi)容如下:
　　1.對量子點 LED器件的制備工藝進行了系統(tǒng)地研究及優(yōu)化。在制備過程中采用全溶液法沉積量子點器件的各功能層,針對溶液浸潤性、薄膜平整度以及功能層間的互擴散等問題,采用一系列的前處理方法來優(yōu)化功能層的質(zhì)量,同時結(jié)合相關(guān)表征手段有效地控制功能層的膜厚。并針對陰極脫落、功能層失效等可導(dǎo)致器件穩(wěn)定性差的各種原因進行了系統(tǒng)性地分析。
　　2.研究了空穴傳輸層對量子點器件性能的影響。首先對具有不同空穴傳輸層厚度的器件進

3、行光電性能的測試后,實驗結(jié)果表明:隨著空穴傳輸層的厚度下降,器件的最大亮度會增加,而啟亮電壓以及最大亮度的驅(qū)動電壓會下降,特別當空穴傳輸層聚乙烯咔唑(PVK)的厚度為35nm時,獲得接近100cd/m2的最大亮度;另外通過對空穴傳輸層材料四苯基聯(lián)苯胺(TPD)以及其摻雜的研究,發(fā)現(xiàn)當摻雜30wt％TPD后,器件空穴載流子的注入效率顯著提高,獲得了較低的啟亮電壓(3.8 V)與較高的電流密度(0.051 A/m2),使其更加符合實際應(yīng)用的

4、需求。
　　3.嘗試利用 GaN寬禁帶材料修飾量子點來抑制非輻射復(fù)合的發(fā)生。采用金屬有機沉積(MOD)法在300℃的低溫條件下成功制備出光學(xué)禁帶寬度為3.45eV的非晶GaN薄膜。在驗證了GaN不會促使量子點發(fā)生熒光淬滅現(xiàn)象后,通過在GaN薄膜制備過程中摻入量子點的方式來完成對量子點的修飾。最后,將制備出的GaN/量子點層采用薄膜轉(zhuǎn)移的方式插入到載流子傳輸層之間制備出完整的量子點 LED,并結(jié)合光電性能測試結(jié)果及其熒光光譜分析了器