硫族半導體納米晶材料的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、硫族半導體納米材料如PbS，PbSe，ZnS，CdS等由于具有良好的光學，電學和磁學特性，因而在通訊，軍事，顯示器件，生物醫(yī)學等應用領域中體現出重要的應用價值。就其發(fā)光性能而言，目前，硫族半導體納米材料普遍存在熒光發(fā)射強度低、發(fā)光性能穩(wěn)定性差、表面缺陷態(tài)難消除等問題，難以應用于各種光電器件之中。因此，目前迫切需求探索和選擇合理的納米晶合成方案與技術路線來解決上述問題。本論文采用水相合成法、超聲輔助水相合成法、LSS法等手段合成了PbSe

2、、PbS以及MnS/ZnS量子點材料，對于不同合成方法中納米晶的生長過程及發(fā)光特性進行了分析。并進～步將核殼包覆的MnS/ZnS量子點材料應用于電致發(fā)光器件中。我們的研究工作主要包括以下三個方面：
　　(1)采用LSS法制備一系列不同S/Pb比的PbS量子點材料，通過XRD和TEM的測試結果，探討了前驅物比例變化對PbS量子點的粒徑以及紅外發(fā)光光譜的影響，并通過調節(jié)前驅物比例實現了紅外區(qū)域的光譜調控。通過分析吸收光譜和光致發(fā)光譜的

3、變化以及溶液中納米晶顆粒尺度隨反應時間的變化，探討了溶液中納米晶生長過程所遵循的生長機制，分析了前驅物比例變化對納米晶生長過程的影響。借助PL光譜和吸收光譜測試，研究了無機殼層SiO2和有機配體巰基乙酸引入對PbS量子點材料在可見區(qū)域熒光發(fā)射的影響。
　　(2)基于形核摻雜思路，改進LSS法的制備工藝，合成了MnS/ZnS核殼結構量子點，PL光譜測試結果驗證了Mn2+離子通過擴散過程進入到ZnS晶格中。在ITO玻璃上形成了MnS/

4、ZnS量子點層，蒸鍍Al電極制備獲得了單層量子點電致發(fā)光器件?；诠庵掳l(fā)光譜及電致發(fā)光光譜的測試結果分析了單層MnS/ZnS核殼結構量子點發(fā)光器件的發(fā)光機制。
　　(3)采用了水相合成法制備了粒度在5.7nm的PbSe量子點，借助PL譜測試的結果，分析了所制備PbSe樣品在紅外區(qū)域熒光發(fā)射強度較為微弱的原因。改進反應方案，利用超聲空化現象產生的空化氣泡爆炸時釋放出的巨大能量，分別在硫化鈉以及亞硫硒酸鈉的水溶液中制備合成了PbS和P