非Cd體系量子點(diǎn)的合成及應(yīng)用.pdf

1、過(guò)去幾年里，半導(dǎo)體納米晶由于其獨(dú)特的光致發(fā)光性能和電致發(fā)光性能，不管是在基礎(chǔ)研究還是在工業(yè)應(yīng)用方面都發(fā)揮著重要作用，如LED的制備、激光材料和生物醫(yī)學(xué)標(biāo)記等。因此，人們?cè)诤铣筛鞣N半導(dǎo)體納米晶方面做了大量的努力。然而，合成的這些納米晶大多含有重金屬元素，如鎘，鉛，汞等。
　　與現(xiàn)有的共軛聚合物和無(wú)機(jī)熒光粉相比，量子點(diǎn)具有高的量子效率，高飽和度的色彩以及固態(tài)時(shí)單色性的可調(diào)性，因此量子點(diǎn)被認(rèn)為是制造下一代顯示器和固體照明最有希望的材料之

2、一。然而，隨著人們對(duì)有害物質(zhì)的關(guān)注，這些物質(zhì)對(duì)健康和環(huán)境的影響也受到人們的格外關(guān)注。最近也有很多的報(bào)道顯示，應(yīng)用在生物領(lǐng)域方面的量子點(diǎn)需要具有強(qiáng)熒光、低毒或無(wú)毒（不含重金屬，如鎘、鉛、汞等）等特征，而且需要在近紅外發(fā)光區(qū)域有較好的熒光和耐光性。
　　隨著合成方法的不斷演進(jìn)，量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率已有很大的提高，從而也使QD-LED的發(fā)光效率也有了迅速的提高?，F(xiàn)在的紅光QD-LED的發(fā)光效率能達(dá)到50，000 cd/m2，外量子效率能達(dá)到

3、18％;綠光QD-LED的發(fā)光效率更是高于200，000 cd/m2，對(duì)應(yīng)的外量子效率也有5.8％，這些參數(shù)都已經(jīng)達(dá)到了當(dāng)前的OLED的技術(shù)水平。但是對(duì)于藍(lán)色和深藍(lán)色QD-LED而言，其最高外量子效率卻只有1.7％，最高發(fā)光效率只有2，250cd/m2。近年來(lái)QD-LED制備取得了很大的進(jìn)步，但是在部分參數(shù)上，如QD-LED在部分光區(qū)的發(fā)光效率上和如今市場(chǎng)上使用的OLED相比，仍然有待提高。同時(shí)，在過(guò)去的幾十年中，人們專注合成的各種半導(dǎo)

4、體材料中多數(shù)含有重金屬，如用鎘，鉛，汞等。隨著人們更多的關(guān)注這些元素對(duì)我們的健康和環(huán)境的影響，以及近年來(lái)，歐盟制定了嚴(yán)格的條例，嚴(yán)格限制這些有毒物質(zhì)在家用電子產(chǎn)品中的使用，使這些含有重/稀有金屬的納米晶都將處于不利的位置，甚至在將來(lái)的生物成像，發(fā)光器件，太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域的應(yīng)用也受到了影響。
　　因此，如何合成高質(zhì)量的納米晶以及開(kāi)發(fā)滿足這些要求的材料成了當(dāng)務(wù)之急。
　　基于以上內(nèi)容，我們做了如下的工作:
　　(1)由于C

5、uInZnxS2+x和ZnS有更好的晶格匹配，形成的核殼結(jié)構(gòu)能有效的減少結(jié)構(gòu)缺陷，所以我們選擇以CuInZnxS2+x為核，以ZnS為殼合成CuInZnxS2+x/ZnS核殼結(jié)構(gòu)。合成的CuInZnxS2+x量子產(chǎn)率為30％，可調(diào)熒光范圍在580nm-780nm。包覆上ZnS殼層結(jié)構(gòu)后，制得的核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)熒光產(chǎn)率能達(dá)到60％，通過(guò)控制ZnS殼層的生長(zhǎng)厚度，使制得的CuInZnxS2+x/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)即使在近紅外區(qū)域的量子產(chǎn)率也