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摘要:本论文主要针对两个方面内容进行研究:1)Mn掺杂锌基量子点的合成和Mn掺杂量子点在有机电致发光中的应用。通过选择合适的有机配体采用更为绿色的方法合成ZnS:Mn量子点。制备了基于Mn掺杂锌基量子点的有机无机复合发光器件。2)有机电致发光中的激基缔合物发光。制备出基于单种材料发光的白光器件,并且通过电子传输层的加入有效提高白光器件的发光效率。具体研究内容包括:1、研究ZnS:Mn掺杂量子点的绿色合成。选择“成核掺杂”路线,十二硫醇做配体合成荧光量子产率为50%的ZnS:Mn量子点。研究MnS纳米核生长温度和时间、十二硫醇配体用量、Zn前驱液反应活性以及多次注入对掺杂量子点发光的影响。研究发现:①合理控制MnS的生长温度和生长时间得到小尺寸的MnS纳米核,提高掺杂量子点的荧光量子产率。MnS核的生长温度过高容易生成粒径过大的MnS核,温度过低则难以形成MnS纳米核。MnS核的生长是一个快速熟化的过程,过长的合成时间使得MnS粒径过大,MnS纳米晶发生熟化,Mn离子不能有效掺杂。②十二硫醇作为配体对MnS纳米核的生长有抑制作用,过量的十二硫醇使得MnS核难以形成,而不加入十二硫醇则MnS纳米核粒径过大,掺杂量子点的荧光量子产率降低,同时还需要加入S的油胺前驱液提供壳层生长硫源。③Zn前驱液的活性通过加入硬脂酸进行调节,S前驱液的加入引入了活性剂油胺使得反应体系具有很高的活性,硬脂酸的加入可有效抑制ZnS纳米晶的形成,利于壳层的包覆,提高掺杂量子点荧光量子产率。④采用多次注射包覆ZnS壳层,有效控制晶格扩散,抑制晶格排斥的产生,可以使得掺杂量子点的荧光量子产率提高。通过透射电镜对合成的ZnS:Mn掺杂量子点进行形貌表征,证实在多次注射包覆过程中,掺杂量子点粒径增加,且合成近似球形闪锌矿结构的ZnS:Mn掺杂量子点。通过对ZnS:Mn的退火处理研究,Mn离子在ZnS宿主材料的晶格扩散温度为260℃。2、Mn掺杂锌基量子点的有机无机复合电致发光器件。①对合成的ZnS:Mn掺杂量子点的光学特性进行分析,选择PVK作空穴传输层,制备基于ZnS:Mn量子点的双层有机无机复合发光二极管,得到PVK和ZnS:Mn量子点两者的发光。②对比ZnSe:Mn量子点和合金壳层ZnSeS包覆Mn离子量子点的发光效率,ZnSeS:Mn掺杂量子点荧光量子产率得到很大提高(由40%增加到60%)。分析ZnSe:Mn和ZnSeS:Mn量子点的光电子能谱,在合金壳层包覆的Mn掺杂量子点中Se和S的结合能向高能方向移动。对掺杂量子点的光学特性和形貌进行研究,证实合金壳层包覆的掺杂量子点表面得到有效钝化,表面缺陷态降低。③选择PVK作空穴传输层,制备基于ZnSe:Mn和ZnSeS:Mn量子点的有机无机复合发光器件。在基于未进行钝化处理的ZnSe:Mn量子点的双层发光器件中得到PVK和ZnSe:Mn两者的发光,随着电压的升高,来自掺杂量子点的发光得到提高;在多层复合发光器件中研究电子注入增加对掺杂量子点发光的影响。而经过钝化处理的ZnSeS:Mn掺杂量子点的发光器件中,获得来自量子点的单独发光。3、Poly-TPD激基缔合物发光及在有机电致发光器件中的应用。我们系统研究了poly-TPD光致发光和电致发光,研究发现:①在单层poly-TPD的电致发光器件中同时存在本征发光、激基缔合物发光和电致激基缔合物发光,并且电致激基缔合物的发光要强于本征和激基缔合物发光。②同时研究电子传输材料TPBi对poly-TPD激基缔合物发光的影响。掺杂TPBi的poly-TPD单层发光器件只得到电致激基缔合物的发光,本征发光和激基缔合物发光被有效抑制。③在基于poly-TPD和TPBi的双层有机发光器件中,依据poly-TPD所产生的的本征发光、激基缔合物发光和电致激基缔合物发光获得色坐标为(0.36,0.30)的白光。加入Alq3电子传输层后白光器件的性能得到提高,当TPBi和Alq3厚度分别为30nm和20nm时,在18V电压下得到700cd/m2发光亮度,1cd/A的发光效率,得到基于单发光材料的白光器件。