钙钛矿量子点发光的热稳定性和猝灭机制研究

摘要

钙钛矿量子点是一类新型光电材料，具有超高的光致发光量子效率(＞90％)、窄线宽（12-40 nm）、宽色域、可溶液合成与加工等优势，已经在照明及显示等领域展现出巨大的应用潜力。本文采用热注入法及配体辅助再沉淀技术合成了全无机CsPbBr3及有机-无机杂化CH3NH3PbBr3钙钛矿量子点;通过控制量子点制备的反应时间及温度可调节量子点尺寸，进而调控其发光波长;利用X射线衍射和透射电子显微镜对钙钛矿量子点的结构和形貌进行表征;通过稳态和时间分辨光谱研究了钙钛矿量子点的发光性质以及钙钛矿量子点与有机电荷传输材料间的相互作用所导致的荧光猝灭机制;并采用变温光谱研究了钙钛矿量子点薄膜的发光热稳定性，主要内容有以下几点:
　　(1)通过变温光谱研究了全无机钙钛矿CsPbBr3量子点在80-360 K温度范围内的光致发光性质，温度低于室温时(80-300 K)，量子点的发光强度随温度的升高而略微降低，表明发光热猝灭现象发生，当温度高于300 K时，热退化现象出现，详细讨论了量子点薄膜的发光线宽、峰值能量、寿命随着温度的变化关系，分析了CsPbBr3量子点的发光机理。
　　(2)利用稳态与时间分辨光谱相结合的方法研究有机电荷传输材料对全无机CsPbBr3钙钛矿量子点的发光性能的影响，证实了电子传输材料(TPBi)及空穴传输材料(CBP)对全无机CsPbBr3钙钛矿量子点的荧光猝灭主要是通过静态猝灭途径引起的，并与量子点的尺寸相关，这一结果与量子点/有机电荷传输材料之间的Ⅰ型能级排布结果是相符合的。
　　(3)研究了CH3NH3PbBr3量子点的温度依赖的光致发光性质。对比了CH3NH3PbBr3纯量子点薄膜及量子点/PMMA混合薄膜的变温光谱，结果表明，PMMA对量子点的表面起到了明显的钝化作用，可有效地改善量子点薄膜的发光热稳定性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 纳米材料及其分类

1．2 半导体纳米晶

1．2．1 半导体纳米晶的性质

1．2．2 半导体纳米晶的发光机理

1．3 钙钛矿量子点及其器件的发展和研究现状

1．4 钙钛矿量子点的合成

1．5 本文研究意义和主要内容

第二章 样品的制备工艺与性质表征

2．1 样品制备

2．1．1 实验原料及设备

2．1．2 制备工艺

2．2 分析表征手段

2．2．1 光学性质表征

2．2．2 形貌与结构表征

第三章 全无机CsPbBr3钙钛矿量子点的发光热稳定性研究

3．1 引言

3．2 CsPbBr3钙钛矿量子点的光学性质和结构表征

3．3 CsPbBr3钙钛矿量子点的发光热稳定性研究

3．4 结论

第四章 有机电荷传输材料对钙钛矿量子点的发光猝灭研究

4．1 引言

4．2 全无机钙钛矿CsPbBr3量子点与有机电荷传输材料的相互作用

4．3 结论

第五章 有机-无机杂化钙钛矿量子点的变温发光性质研究

5．1 引言

5．2 CH3NH3PbBr3量子点的光谱及结构表征

5．3 PMMA表面修饰对钙钛矿量子点发光热稳定性的影响

5．4 结论

第六章 结论

参考文献

致谢

附录