基于ZnCdSe-ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的表面配體及殼層厚度調(diào)控構(gòu)筑發(fā)光二極管

基于ZnCdSe-ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的表面配體及殼層厚度調(diào)控構(gòu)筑發(fā)光二極管

表面配體以及殼層厚度對(duì)ZnCdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的光電性能有著極其重要的影響。表面配體是指附著在量子點(diǎn)表面的有機(jī)小分子或聚合物，其主要作用是穩(wěn)定量子點(diǎn)的分散狀態(tài)，抑制量子點(diǎn)之間的聚集，并調(diào)節(jié)量子點(diǎn)的光電性能。在制備ZnCdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)時(shí)，通常使用硫化合物作為表面配體，例如巰基丙酸（MercaptoaceticAcid，MAA）或巰基乙醇（Mercaptoethanol，ME）。這些表面配體通過(guò)硫原子與ZnCdSe核和ZnS殼層形成強(qiáng)的配位作用，有效地封閉了量子點(diǎn)的表面，增強(qiáng)了量子點(diǎn)的穩(wěn)定性。

此外，殼層厚度對(duì)ZnCdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的光電性能也具有重要影響。殼層可以有效地阻止光生載流子在核殼結(jié)構(gòu)之間的非輻射轉(zhuǎn)移，并提高量子點(diǎn)的熒光量子效率。殼層的厚度可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)的時(shí)間和條件來(lái)控制。在制備過(guò)程中，將ZnCdSe量子點(diǎn)溶膠與Zn（適量）和S（過(guò)量）的前驅(qū)體相混合，然后加熱反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，形成的ZnS殼層越厚。

這里，我們采用了飛秒激光燒蝕法（FemtosecondLaserAblation，F(xiàn)LA）制備ZnCdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)，并通過(guò)改變表面配體以及殼層厚度來(lái)調(diào)控量子點(diǎn)的光電性能。首先，將ZnCdSe核量子點(diǎn)以及配體MAA懸濁液進(jìn)行超聲處理，使其均勻分散。隨后，將MAA懸濁液與含有Zn和S前驅(qū)體的溶液混合，并加熱反應(yīng)。通過(guò)控制反應(yīng)的時(shí)間，可以制備具有不同殼層厚度的ZnCdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)。

接下來(lái)，我們對(duì)制備的ZnCdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)進(jìn)行了表征和調(diào)控。通過(guò)透射電子顯微鏡（TransmissionElectronMicroscopy，TEM）觀察到量子點(diǎn)的形貌和大小。通過(guò)紫外可見吸收光譜、熒光光譜以及時(shí)間相關(guān)熒光光譜（Time-ResolvedPhotoluminescenceSpectroscopy，TRPL）研究了量子點(diǎn)的光譜性質(zhì)。結(jié)果表明，隨著殼層厚度的增加，量子點(diǎn)的發(fā)射峰紅移，熒光量子效率逐漸提高。同時(shí)，改變表面配體也對(duì)量子點(diǎn)的熒光性質(zhì)有顯著的影響。例如，使用ME作為表面配體制備的量子點(diǎn)，其發(fā)射峰藍(lán)移并且熒光量子效率更高。

最后，我們將調(diào)控好的ZnCdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)應(yīng)用于發(fā)光二極管中。將制備的量子點(diǎn)溶液涂覆在導(dǎo)電玻璃基板上，并在溶液中添加高分子作為粘合劑。將導(dǎo)電玻璃基板置于真空中進(jìn)行蒸發(fā)，形成發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。通過(guò)外加電壓，量子點(diǎn)發(fā)生電子與空穴的復(fù)合，產(chǎn)生光致發(fā)光。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，調(diào)控表面配體以及殼層厚度后的量子點(diǎn)發(fā)光二極管具有更高的發(fā)光效率和更窄的發(fā)光帶寬，優(yōu)化了LED的性能。

綜上所述，我們成功地制備了基于ZnCdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的發(fā)光二極管，并通過(guò)改變表面配體以及殼層厚度來(lái)調(diào)控量子點(diǎn)的光電性能。這項(xiàng)研究對(duì)于進(jìn)一步提高量子點(diǎn)LED的發(fā)光效率和色純度具有重要意義，也拓寬了LED制備的途徑。未來(lái)，我們可以進(jìn)一步探索更多表面配體和殼層材料的組合，以及優(yōu)化制備工藝，進(jìn)一步提高LED的性能，實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用綜合以上研究結(jié)果，我們成功地制備了基于ZnCdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，并通過(guò)調(diào)控表面配體和殼層厚度來(lái)優(yōu)化其光電性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著殼層厚度的增加，量子點(diǎn)的發(fā)射峰紅移，熒光量子效率逐漸提高，而改變表面配體可以使發(fā)射峰藍(lán)移并且熒光量子效率更高。將調(diào)控好的量子點(diǎn)應(yīng)用于發(fā)光二極管中，我們觀察到了更高的發(fā)光效率和更窄的發(fā)光帶寬，有效優(yōu)化了LED的性能。這項(xiàng)研究對(duì)于提