掺锰量子点复合材料的电荷转移动力学研究

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量子点由于其优异的光电特性,在传感器、光电器件等诸多方面得到了广泛应用。本文研究掺锰量子点复合体系的载流子传输特性:在量子点和金属铜离子复合体系中,从掺锰量子点的磷光强度和寿命光谱出发,揭示了铜离子诱导掺锰量子点磷光淬灭的动力学机理,高效地操控了两者之间的电子转移过程;在量子点和聚合物复合材料中,通过改变激发光的光子能量,调控了掺锰双钙钛矿量子点和共轭聚合物之间的电荷载流子动力学,包括电子转移和空穴转移两种过程。具体的研究内容如下:1.掺锰硫化锌(ZnS:Mn)量子点与铜离子之间电子转移特性的研究。利用稳态光谱和时间分辨光谱测量ZnS:Mn量子点的磷光强度和寿命;随后逐渐加入铜离子增加其浓度,测量对量子点磷光发射谱和时间分辨光谱的影响;对磷光发射谱和时间分辨光谱进行拟合,强度和寿命均分为三种组分,且一对一分析铜离子对ZnS:Mn量子点的磷光淬灭中量子点和铜离子之间的相互作用,揭示体系的超快电子转移动力学机制。2.掺锰双钙钛矿(Cs2NaIn0.75Bi0.25Cl6:Mn)量子点与MDMO-PPV共轭聚合物复合材料电荷转移的研究。首先,利用透镜电子显微镜对材料的表面形貌进行表征,表明复合材料之间有效结合在一起;其次,利用稳态光谱,测量材料的吸收、激发及发射光谱,了解其光学特性;接着,采用不同激发能量(266 nm和355 nm),测量量子点、聚合物以及复合材料的瞬态吸收光谱,研究量子点和聚合物之间的电荷转移动力学;最后,分析量子点和聚合物激发态之间的相互作用机制,进而实现对二者之间的电子转移和空穴转移的有效操控。
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