基于CdSe量子点电致发光器件性能的研究

摘要

量子点是一种理想的荧光材料，它可以通过控制其尺寸来调节发射荧光的波长，并且具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、高的荧光量子产率、长的荧光寿命、颜色可调和光化学稳定性高等特殊性质，这些性质使得半导体量子点在各种光电器件、生物标识、单电子器件、以及存贮器等方面具有极为广泛的应用。研究量子点电致发光器件，提高其性能具有十分重要的理论意义和应用价值。
　　本论文以量子点器件的电致发光性能为研究对象，为了提高量子点器件的发光性能，采取了以下两种方法:
　　(1)插入氧化钼(MoO3)层作为电荷生成层来提高量子点器件的发光;分别制备了基础器件和插入氧化钼层的双叠层量子点器件，通过测试得到了两组器件的发光，相对于基础器件而言，插入插入氧化钼(MoO3)层作为电荷生成层来提高量子点器件的发光是可行且有效的，使电流效率从2.1 cd/A提高到3.3cd/A。并进一步优化器件的结构，利用阴极PFN和阳极PEDOT∶PSS的修饰，使量子点器件的性能进一步提高，其电流效率达到了5.1 cd/A。
　　(2)插入Ir(ppy)3:CBP层，将Ir(ppy)3作为有效的激子和能量给体，通过调整施主浓度和受体—给体的距离，使量子点器件的发光增强。制备了掺杂浓度5％～30％的器件，随着掺杂浓度的增加，量子点的发光先增强后减弱，且在低浓度下只观察到量子点发光，随着浓度的增加，Ir(ppy)3也开始发光。存在一个合适的临界浓度15％使量子点的发光达到最佳值。同时还制备了掺杂厚度从8nm到35nm的一系列器件，发现Ir(PPy)3∶CBP的临界厚度大约是在14nm到18nm，当厚度超过了这个临界厚度时，在Ir(ppy)3内形成的激子会发生辐射衰减。
　　最后，本论文还研究了红、绿、蓝三种颜色的量子点混合器件电致发光的过程，混合器件是利用红、绿、蓝三种颜色的量子点按照1∶1的比例两两混合，制备成结构为ITO/PEDOT∶PSS/QDs/Al的器件。研究发现在一定电压范围内，单种量子点器件的发光强度随着电压增加持续上升，而混合量子点器件的发光出现了短波长下降，长波长上升的现象，表明当有外加电场时不同尺寸的量子点间产生了较高效率的能量转移。同时对混合量子点电致发光器件能量转移的各项参数进行了计算，得到了能量转移效率E、临界能量转移距离R0与外加电场的关系，对制备白光量子点电致发光器件具有指导意义。

目录

声明

致谢

摘要

序

1 绪论

1．1 量子点概念

1．1．1 量子点的主要性质

1．1．2 量子点的量子效应

1．1．3 量子点材料的基本结构

1．2 量子点的制备方法

1．3 量子点的发光机理

1．3．1 量子点的能级

1．3．2 量子点的光致发光(PL)原理

1．3．3 量子点的电致发光(EL)原理

1．4 研究进展及趋势

1．4．1 量子点的研究进展

1．4．2 量子点在显示领域的最新进展

1．5 本论文主要工作及意义

2 量子点电致发光的研究内容和方法

2．1 实验用材料介绍

2．2 量子点器件的制备流程及工艺

2．2．1 ITO基底的清洗和处理

2．2．2 有机薄膜层的制备

2．2．3 发光层的制备

2．2．4 金属电极的制备

2．3 器件的性能评价及测试

2．3．1 光谱的测量

2．3．2 电流-电压特性曲线的测量

2．3．3 亮度-电压特性曲线的测量

2．3．4 器件的发光效率

3 氧化钼作为电荷生成层提高量子点器件的发光

3．1 引言

3．2 R、G、B量子点实验条件的初探究

3．2．1 实验

3．2．2 结果与讨论

3．3 MoO3作为电荷生成层提高量子点基础器件的发光

3．3．1 实验

3．3．2 结果与讨论

3．4 器件的阳极修饰

3．5 器件的阴极修饰

3．5．1 基于PFN的新型高效电子注入阴极的引入

3．5．2 PFN修饰对量子点器件性能的影响

3．5．3 各器件的相对发光强度的对比

3．6 本章小结

4 掺杂磷光材料提高量子点器件的发光

4．1 引言

4．2 Ir(PPY)3及QDs薄膜的光物理特性

4．2．1 实验

4．2．2 结果与讨论

4．3 不同厚度的Ir(PPY)3对QLEDs性能的影响

4．3．1 实验

4．3．2 结果与讨论

4．4 不同浓度的Ir(PPY)3对QLEDs性能的影响

4．4．1 实验

4．4．2 结果与讨论

4．5 Ir(PPY)3提高QLEDs器件性能的内在机理

4．6 本章小结

5 混合量子点器件电致发光能量转移的研究

5．1 引言

5．2 单种量子点器件的电致发光性能

5．2．1 实验

5．2．2 单种量子点器件的电致发光

5．3 混合量子点器件的电致发光性能

5．3．1 实验

5．3．2 结果与讨论

5．4 紫外-可见吸收光谱和荧光光谱的测定

5．5 混合量子点器件能量转移参数的计算

5．6 白光量子点器件的尝试

5．6．1 实验

5．6．2 讨论和分析

5．7 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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