论文部分内容阅读
量子点（quantum dots,QDs）具有成本低,色彩饱和度高,带隙可调,光热稳定性好等特点,在电致发光器件领域表现出巨大的应用价值。基于钙钛矿量子点的发光二极管和基于量子点的发光场效应晶体管（light-emitting field-effect transistors,LEFETs）作为新型量子点电致发光器件,与传统的量子点发光二极管（quantum dot light-emitting diodes,QLEDs）相比有一定的优势,在固态照明与平板显示领域具有良好的应用前景。本论文主要从调控载流子输运角度出发,通过改变电子传输层的掺杂浓度和引入界面修饰层的方式分别改善钙钛矿发光二极管（perovskite light-emitting diodes,Pe LEDs）和量子点发光场效应晶体管（quantum dot light-emitting transistors,QLETs）的载流子注入与传输平衡,从而提高新型量子点电致发光器件的性能,主要内容如下:（1）使用溶液法制备的NiOx薄膜作为溴基甲脒钙钛矿（formamidinium lead halide perovskite,FAPb Br3）QLED的空穴注入层,替代传统的易腐蚀电极的PEDOT:PSS,获得高效且稳定的钙钛矿电致发光器件,器件寿命是基于PEDOT:PSS的器件的2.3倍,并且通过适当浓度的金属掺杂（Cs/Li）,有效地改善了器件的电荷平衡,从而进一步提高FAPb Br3 QLED的器件性能。基于掺杂2mol%Cs的NiOx的器件表现出最佳的光电性能,其最大亮度和峰值外量子效率（external quantum efficiency,EQE）分别为2970 cd/m2和11.0%,与基于PEDOT:PSS的器件相比,其效率提高了近2倍,这为制备高效且稳定的FAPb Br3钙钛矿量子点电致发光器件提供了一种新方法。（2）使用Ag纳米线（nanowires,NWs）作为Hf掺杂Zn O（Hf-Zn O）薄膜晶体管（thin film transistor,TFT）的栅电极,利用原子层沉积（atomic layer deposition,ALD）方法制备了高性能的柔性Hf-Zn O TFT,其场效应迁移率为14.7cm2/（V·s）,开关比大于106,亚阈值摆幅约为0.26 V/dec,并且在进行了5000次循环弯曲测试之后,器件仍保持了优良的性能,如12.6 cm2/（V·s）的迁移率和0.33V/dec的亚阈值摆幅。同时,柔性Hf-Zn O TFT的工作电压仅为5 V,展现出其在低功率器件中的巨大应用潜力。另外,还制备了基于此柔性TFT的具有电阻负载的反相器。经过1000次弯曲测试后,反相器的性能改变较小,这表明基于Hf-Zn O柔性TFT的反相器具有较高的稳定性。（3）使用两种界面修饰层分别修饰QLET的发光层（emitting layer,EML）与空穴传输层（hole transport layer,HTL）的界面以及EML与电子传输层（electron transport layer,ETL）的界面,改善了器件的电荷注入与传输平衡,其最大亮度达到12240 cd/m2,峰值EQE达到21.0%,与目前报道过的高效QLETs相比,其峰值EQE提高了近2倍。其中,使用聚乙氧基乙烯亚胺（polyethylenimine ethoxylated,PEIE）作为QLET的界面修饰层,改善了量子点EML与HTL的界面,优化了EML与HTL之间的能带匹配,钝化了量子点。同时,使用甲基溴化胺（methylammonium bromine,MABr）修饰了EML与ETL的界面,钝化了ETL表面的缺陷,以获得更优的载流子传输平衡。此项关于器件中载流子输运的研究表明,界面修饰对QLETs性能的提升极其重要。