多色荧光硅纳米颗粒的制备以及在白光LED光转换层中的基础应用研究

摘要

近年来，小尺寸（2.5-5 nm）荧光硅纳米颗粒因其独特的光学性质（如，强且稳定的荧光）和良好的生物相容性，被广泛研究并用于光学应用。本文中，利用荧光硅纳米颗粒作为新型光转换器，我们介绍了一种基于小尺寸（~3.7 nm）荧光硅纳米颗粒的光转换器用于构建新型白光发光二极管（light-emitting diodes，LEDs）。我们优化了之前报道的微波辅助合成荧光硅纳米颗粒的方法，通过调控反应前体溶液的pH值（从碱性调整到酸性），制备得到光色可调的荧光硅纳米颗粒（从蓝光到黄绿光），最大发射波长从454 nm调整到545 nm。特别地，在前体溶液pH值为4条件下制备得到的荧光硅纳米颗粒呈现黄绿色荧光，且发射峰较宽，适合于白光光谱的构建。进一步地，我们将其作为光转换器并用于构建白光LED。制备得到的LED的流明效率为13 lm/W，CIE（Commission Internationale de l'Eclairage）指数为（0.3041，0.3129），CRI（Color Rendering Index）指数为82，色温指数为7982 K。

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第一章 引 言

1 纳米材料及纳米技术

1.1 纳米材料及纳米效应

1.2 纳米科学技术及其研究领域

2 量子点

2.1 量子点及其特性

2.2 荧光硅纳米颗粒及研究进展

2.3 荧光硅纳米颗粒荧光性质的调控

3 白光发光二极管照明

3.1 白光LED（light-emitting diodes）的发展

3.2 基于半导体量子点的白光LED

3.3 基于碳荧光纳米颗粒的白光LED

3.4 基于硅纳米颗粒的白光LED

4 本课题的立题依据、意义以及研究内容

4.1 立题的依据及意义

4.2 本课题的研究内容

参考文献

第二章 荧光硅纳米颗粒发射波长的调控

1 前言

2 实验部分

2.1 材料，试剂与仪器

2.2 实验步骤

3结果与讨论

3.1 荧光硅纳米颗粒的调控

3.2 pH调控荧光硅纳米颗粒发光机理探究

3.3 荧光硅纳米颗粒生物安全性研究

4 总结

参考文献

第三章 基于荧光硅纳米颗粒的白光LED的构建

1 前言

2 实验部分

2.1 材料，试剂与仪器

2.2 实验步骤

3 结果与讨论

3.1 基于硅纳米颗粒的白光LED的构建

3.2 白光LED性能参数测试

3.3 稳定性测试

4 总结

参考文献

第四章 总 结

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢