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物理学报 2009年第9期58卷 6408-6412页

作者：汪俊侯氢四川大学原子核科学技术研究所辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064

运用分子动力学方法模拟了常温下金属钛中氦团簇的生长过程.从能量的角度考察了氦团簇的生长机理.研究发现,随着氦团簇的生长,在氦团簇周围逐渐形成位错环缺陷,氦团簇与氦原子的结合能有逐渐下降的趋势,当氦团簇生长到一定尺寸时会通过... 详细信息

运用分子动力学方法模拟了常温下金属钛中氦团簇的生长过程.从能量的角度考察了氦团簇的生长机理.研究发现,随着氦团簇的生长,在氦团簇周围逐渐形成位错环缺陷,氦团簇与氦原子的结合能有逐渐下降的趋势,当氦团簇生长到一定尺寸时会通过发射周围缺陷以使得结合能上升,从而增强了进一步吸收氦原子的能力.模拟还发现,随着氦团簇的继续生长,氦团簇的形状由原来的不规则结构逐渐变成了较为规则的棱柱形结构,在随后的生长过程中其生长仅在(001)平面进行,沿[001]轴的厚度几乎不变.

关键词：氦团簇缺陷发射分子动力学模拟

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核/壳结构锌基化合物量子点的电致发光特性的研究

核/壳结构锌基化合物量子点的电致发光特性的研究

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作者：罗程远天津理工大学

学位级别：硕士

锌基化合物量子点材料具有宽带隙、较好的电子传输特性、绿色环保、制备简单等特点，逐渐受到了广泛的关注。将量子点制成电致发光(EL)器件后，量子点内部存在的大量的本征缺陷态将会参与发光，利用这些缺陷发射可以实现不同颜色的发射... 详细信息

锌基化合物量子点材料具有宽带隙、较好的电子传输特性、绿色环保、制备简单等特点，逐渐受到了广泛的关注。将量子点制成电致发光(EL)器件后，量子点内部存在的大量的本征缺陷态将会参与发光，利用这些缺陷发射可以实现不同颜色的发射。但是在掺杂量子点当中，来自本征缺陷的发射会影响到掺杂剂的发光，影响掺杂剂的发射效率。选用能带匹配的核壳结构量子点，既可以减少纳米晶表面的缺陷，获得高效的发光效率，还可以实现对载流子的限制，调制在光电器件中的载流子传输过程，优化器件的性能。本论文对具有核壳结构的锌基化合物ZnS、ZnO量子点在包覆前后的EL性能和器件的载流子传输机制等方面进行了对比和研究，具体研究结果如下： 1)通过旋涂技术制备了不同SiO浓度的ZnS: Mn/SiO量子点器件，发现不含SiO的ZnS: Mn量子点电致发光器件体现了ZnS的本征缺陷发射;由于SiO的限制作用使更多载流子积聚在ZnS中，增大了低浓度的Mn离子俘获到载流子的几率，观测到了Mn的发射光谱。对比了SiO包覆下的不同颗粒大小ZnS:Mn量子点的EL光谱，发现量子点的颗粒大小的变化不会对Mn的发射产生影响。在此基础上，将ZnS:Mn/SiO量子点和有机材料PVK: TPD制备成复合器件，得到了很好的白光发射。 2)开展了将ZnS/SiO量子点和有机材料复合发光器件的工作机制研究。针对ZnS/SiO量子点与PVP复合活性层材料，通过匀胶方法制备了电致发光薄膜器件。通过对EL光谱的分析认为其中510nm-560nm波段的绿光发射来源于ZnS较低的缺陷能级，相对较弱的400nm左右的蓝紫光发射则是由于高能态的缺陷能级俘获电子的几率增大造成的。由于PVP形成的能级阶梯降低了电子的注入势垒与SiO的宽带在ZnS表面形成高势垒的共同影响，使电子更易于注入到ZnS层并在其中积聚，有效的增加了高能态缺陷能级俘获电子的几率，提升了高能波段的发光效率，器件的色坐标也随电压的升高而趋于白光发射。 3)采用ZnO/SiO量子点作为空穴缓冲层用旋涂的方法制备了有机电致发光器件，通过与单一的有机器件进行对比，发现量子点层的加入明显改善了器件的界面，平衡了载流子的注入，从而提高了有机材料的EL强度。通过对不同尺寸的量子点对有机器件性能影响的研究，发现具有小尺寸和适当SiO厚度的量子点具有更好的空穴缓冲性能，并将其应用于高亮度有机器件，提高了有机器件的发光强度和发光效率。

关键词：量子点核壳结构电致发光缺陷发射限制载流子作用空穴缓冲层

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零维钙钛矿的红光及近红外发光性质

零维钙钛矿的红光及近红外发光性质

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作者：刘念桥济南大学

学位级别：硕士

全无机钙钛矿有许多优异的光学性质,比如较强的光稳定性和热稳定性、接近百分之百的光致发光量子产率(PLQY)、较窄的发射带和可调节的带隙等等,这使得其在光电子领域受到了广泛的关注和讨论。在本文第一章中,介绍了零维钙钛矿的研究背... 详细信息

全无机钙钛矿有许多优异的光学性质,比如较强的光稳定性和热稳定性、接近百分之百的光致发光量子产率(PLQY)、较窄的发射带和可调节的带隙等等,这使得其在光电子领域受到了广泛的关注和讨论。在本文第一章中,介绍了零维钙钛矿的研究背景及其所存在的问题。零维钙钛矿与三维钙钛矿的结构大不相同,对于CsPbBr三维钙钛矿来说,其结构是由共享Br离子的[Pb Br]八面体相互连接所组成的网状结构。对于零维钙钛矿来说,其结构是由完全独立的[Pb X]基本功能单元和大阳离子构成。这种独特的分子阵列反映了单个[Pb Br]单元的内在特性,其中量子限域效应非常明显,因此零维钙钛矿在近几年的研究中受到了广泛关注。通常零维钙钛矿的带隙较大,高达4.5电子伏,这表明其是一个典型的绝缘体材料,但是对于CsPb Br零维钙钛矿来说,其却能在被激发后发出明亮的绿光。目前零维钙钛矿的发光机理并不明确,研究人员提出了两种可能的情况:一种说法是零维钙钛矿中含有三维钙钛矿的杂质,是其中的三维相杂质在发光。另一种说法是零维钙钛矿中存在某种缺陷,发光是由于电子在缺陷能级和基态之间的跃迁。需要注意的是,目前发光相的零维卤化铅钙钛矿种类较少,仅发现Br基的零维钙钛矿CsPb Br发光,而基于其他卤素(比如Cl和I)的零维钙钛矿并没有被发现发光相。零维卤化铅钙钛矿中所含的铅元素对人体有害,为了解决这个问题,研究人员选择用毒性较小的其他元素代替铅,比如用一价的银、钠和三价的铟阳离子的组合进行对铅离子的异价取代。通过这种方式所得化合物通常称为双钙钛矿,其结构属于零维钙钛矿结构。目前大部分相关报道都是对双钙钛矿纳米晶的研究,并没有针对零维双钙钛矿单晶的报道。并且绝大部分无机卤化物钙钛矿发光的研究主要集中在可见光的发射上,关于近红外发光的报道很少。针对目前零维钙钛矿存在的问题,我们做了以下两部分内容的探究:一、在第二章的工作中,通过室温下的共沉淀法成功合成了发红光的CsPb I零维钙钛矿纳米颗粒,其为尺寸约380 nm的规则的六边形。CsPb I零维钙钛矿在680 nm处有一个尖锐的发射峰,在450 nm处有一个尖锐的激发峰。随后对CsPb I纳米晶进行了X射线能谱分析(EDS),结果显示样品中有过量的碘,富碘情况下不利于形成CsPb I杂质。通过对CsPb I纳米晶进行X射线衍射测试(XRD),证明了其中不含有其三维相的杂质。不同功率下的光致发光谱(PL)的变化也说明了是CsPb I纳米晶中的某种缺陷作为发光中心。最后测试了CsPb I与其三维相的稳定性,发现CsPb I的离子置换稳定性和光稳定性均更出色。综合以上,这项工作合成了发红光的CsPb I纳米晶,通过一系列表征证明了零维钙钛矿的发光不是因为其中含有三维相的杂质,是由于其内部的缺陷能级与基态之间的电子跃迁导致。这项工作拓宽了零维钙钛矿领域,增加了发光相的零维钙钛矿种类。二、在第三章的工作中,通过简单的水热法生长了尺寸约1 cm的CsNaAgIn Cl单晶。其在365 nm的光照射下发出明亮的黄光,PL光谱显示峰位在565 nm左右的宽峰。在这项工作中,还通过简单的水热法合成了掺杂Yb离子的CsNaAgIn Cl:Yb单晶,实现了可见光波段(640 nm)和近红外波段(996 nm)的双峰发射,其结构图表明其中Yb离子取代了部分In离子。通过研究其激子复合的动力学,揭示了在此晶体中自陷态和Yb离子之间的能量传递情况。令人惊讶的是,经过紫外灯辐照的CsNaAgIn Cl:Yb单晶在关闭激发源后,在近红外区域表现出余辉特性。通过测试其功率衰减曲线,发现其余辉时间远远超过两小时。随后我们还观察到其存在明显的光致变色现象,为了进一步了解这一特性,我们还进行了热致发光的测试,并提出一种可能的余辉产生机理。第四章对本文所做的工作做了详细的汇总,并结合零维钙钛矿的研究现状,针对其他存在的问题提出几点展望。

关键词：零维钙钛矿缺陷发射零维双钙钛矿 Yb3+掺杂长余辉

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