锰掺杂钙钛矿量子点及植物照明应用研究

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kizanliu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子点(QDs)是一类性质优异的发光材料,具有可调谐的发射波长、饱和发射色、接近百分之百的发光效率,以及独特的光学稳定性、环境稳定性和溶液可加工性能等。如今,量子点已在照明、显示、太阳能、激光器等领域上得到了广泛应用,比如其被用作液晶显示器背光的降变频器,以改善色域,从而导致量子点电视在消费市场上的蓬勃发展,以及其被用于冷白光、暖白光等多种色调的照明设备。在量子点研究领域中,卤化铅全无机钙钛矿(PQDs))由于其光谱宽度窄(半最大全宽度(FWHM)<20 nm)、电荷载流子迁移率长、精确可调谐带隙、高光吸收系数和高缺陷容限等优点在发光二极管(LED)、光电探测器、光电池和其他光电器件等方面取得了显著进展。然而,它们的环境稳定性差,限制了它们的进一步实际应用。因此,开展全无机钙钛矿量子点的稳定性研究并且扩宽其应用领域是具有重要意义的。本论文制备了二氧化硅包覆的锰离子掺杂全无机钙钛矿量子点Mn:CsPbCl3、Mn:CsPbClxBr3-x,并对其光学性质、材料结构及相应发光器件的发光性能展开了多方面的研究。在使用离子掺杂的方法对全无机钙钛矿量子点进行稳定性提升的基础上,进一步使用水解法为量子点包覆一层Si O2,使量子点的稳定性得到了明显提升。之后,一方面利用制备的硅包覆的Mn:CsPbCl3量子点制备了光致发光器件,并讨论了其显色指数、时间稳定性等性能;另一方面,通过研究光谱功率分布对植物光合作用的影响,使用全无机钙钛矿量子点与三元合金量子点制备了针对植物照明的光致发光器件,并对相关植物照明参数进行初步研究。具体创新点内容如下:(1)通过适当调节Mn:CsPbCl3量子点在热注入合成法中合成温度以及Mn2+掺杂量来分析量子点发光性能和结构状态的变化。对比了合成温度分别为160℃、170℃、180℃、195℃、210℃、220℃下合成后量子点材料的光致发光光谱,发现在170℃下进行铯前驱体的注入可以获得更高锰相关峰发射的钙钛矿量子点材料。同时在研究中发现,当离子掺杂的Pb:Mn=2:5时量子点在光学特性、稳定性等方面性能效果尤为优异。最后,通过使用合成的高质量Mn:CsPbCl3量子点,利用室温阴离子交换的方法制备了本征发射波长在416-481 nm范围内连续可调的Mn2+:CsPbClxBr3-x量子点,扩宽了锰掺杂全无机钙钛矿量子点的应用渠道。(2)以二氧化硅包覆的方法进一步提升量子点材料的稳定性,解决了不同卤素钙钛矿量子点混合时产生阴离子交换的问题。通过调控硅包覆的Mn:CsPbCl3量子点在UV胶中的浓度,结合Ga N紫光芯片分别制备了橙光、白光QLED,此两种器件在二十天之内均有制作当天70%以上的发光强度。通过添加475 nm、500 nm双波段的硅包覆的Mn:CsPbClxBr3-x与硅包覆的Cs Pb Br3量子点,制作了高显色指数的白光QLED,显色指数最高可达85.2,此时色温为3647K,可以满足广泛的室内照明。通过硅包覆的方法,既可以使钙钛矿量子点的发光强度不至于降低太少,又能够有效利用其发光范围广的优势,从而能使其在照明领域得到更高效的利用。(3)利用仿真软件编写算法,计算了发光器件的光谱分布功率对植物光合作用的影响效果,分析不同光谱的光合作用指数(IPI)、光谱辐射发光功率(PLER)等,确定了有利于植物光合作用的光谱形状,并通过制备的量子点对光谱进行了实现。其中使用全无机钙钛矿量子点制备的发光器件IPI可达到0.61,PLER可达到404.89 plm/W,使用三元合金量子点制备的发光器件的PLER和IPI可达到441.5249 plm/W和1.3621。这为植物工厂的照明建设提供了一种新的方法和思路。
其他文献
针对奥氏体不锈钢低温储罐在加工和服役过程中易发生马氏体相变,影响材料的机械性能和耐腐蚀性的问题,设计系列实验来探究不同因素诱发马氏体相变的转变规律。根据奥氏体和马氏体的磁性区别,通过微磁检测手法来表征不锈钢中马氏体的含量,验证了该方法的可行性以及适用范围。本论文在国家重点研发计划(No.2017YFF0209701)和国家自然科学基金(No.52075236,No.51671216)的资助下,主要
学位
厚壁管道是核电和火电机组的主要承压部件,管道连接部位的焊缝气孔缺陷以及管道内部的凹坑、夹杂等将成为裂纹等缺陷的扩展源头。在高温高压环境和交变应力的作用下,这些缺陷极可能发生蠕变和疲劳损伤,导致管道内部气液介质泄漏,甚至爆炸等严重事故。电磁超声斜入射垂直剪切(shear vertical,SV)波技术通过电磁耦合方式在厚壁管道内部形成斜入射SV波,与常规压电超声相比,它不需要与被测试样直接接触,对表
学位
<正>‘红美人’杂柑是橘橙类杂交柑橘品种,以其橙红的色泽,糖低酸的风味、极化渣的口感和特殊的香气,深受消费者喜爱,具有极高的经济价值。高品质‘红美人’果实的生产通常要在设施大棚内进行,在避雨条件下的‘红美人’杂柑通常开花量大,座果率高,施肥量不足就容易导致树势早衰和果实品质的下降[1]。做好设施内肥水的精细管理是‘红美人’杂柑连年优质稳产的关键栽培环节[2]。
期刊
温度直接影响着锂离子电池的性能和寿命,低温和高温都会使锂离子电池偏离正常工作状态。基于此,本论文在国家自然科学基金(No.52075236)和江西省科技计划项目(No.20141BBE50021)资助下,针对当前电动汽车领域,低温下锂离子电池充放电容量下降,充放电困难,使电动汽车续航里程缩短以及电池工作过程中热量累积使电池温度不断上升导致电池性能下降等一系列问题。本文为保证锂离子电池在低温和高温下
学位
通过对樟子松幼苗喷施适宜的叶面肥,可有效预防立枯病侵染,提高苗木产量和质量。喷施高钙高钾氨基酸叶面肥能促进樟子松幼苗生长过程中的养分吸收、运输、转化和能量的再分配,增加抗逆性,促进苗木健康生长,对樟子松苗培育具有较好的促进作用。
期刊
在复杂工况和装配方式下,转盘与转轴装配界面很容易发生松动故障。相对于非转动件松动,这种转动件松动故障表现出的振动特性要复杂得多,诊断也困难得多。盘轴松动耦合故障的振动特性又是现有的转动件松动故障研究领域中的一个难点,目前,仍没有涉及,还是一个空白。基于此,本论文在国家自然科学基金项目(No.52075236,51675258)资助下,以盘轴松动和偏心耦合故障为例展开深入研究,建立了单盘/双盘转子系
学位
近年来,超声阵列探头采集全矩阵捕获数据进行全聚焦成像检测受到了研究者们的广泛关注。该方法能克服传统超声相控阵成像检测中发射声束数量受限的问题,还能够实现整个待检测区域的聚焦,达到提高超声检测精度和缺陷表征能力的目的。在工业超声检测过程中,特别是检测薄壁或弯曲型面等复杂结构的被检工件时,为保证声束能够有效覆盖整个被检区域,通常需要在探头上加装树脂斜楔块再对工件进行超声检测。这种耦合方式使得声束在斜楔
学位
飞机线缆连接飞机电源、控制、显示等各系统,进行各系统单元的控制信号、检测信号以及电力能源传输。许多空难的发生都直接或间接的是线缆系统故障引起的,因此飞机整机线缆质量对飞机质量有着重要的影响。人工检测方法由于耗时耗力、经常出现错检、漏检、纸质记录数据容易丢失等问题已逐渐退出历史舞台。基于转接线缆的集中检测方法常被用于小型飞机整机线缆检测,却不适用于我国目前生产的测试点多且分散的大飞机(如C919),
学位
全聚焦和复合平面波后处理成像技术因具有较高的成像分辨率或较高的成像帧频,近五年来得到了无损检测领域的广泛关注。然而,相比于传统超声成像所用数据,全聚焦和复合平面波技术采集的数据量庞大,延时叠加过程中需要重复、繁重的迭代运算。当借助其他辅助算法改善成像质量时,额外的算法操作更是加重了计算负担,难以满足高质量实时成像的需求。为了解决上述问题,本文提出了一种基于频域相位加权的高质高效超声后处理成像处理构
学位
激光选区熔化(SLM)技术是金属增材制造领域的重要技术之一,由于SLM制造工艺的独特性,SLM增材制件常存在内部孔隙、裂纹、熔合不良等缺陷及表面粗糙度差,严重影响增材制件的使用性能,无损检测是保障SLM增材制件质量的关键技术。本文设计并制造了多种GH3625高温合金SLM增材制件及对比试样,通过X射线数字成像(DR)方法研究了SLM增材制件质量评价问题,通过多尺度对比度增强算法提高了DR图像内部缺
学位