2014-红_绿CdSe_ZnS量子点配比对三波段标准白光LED器件的影响_陈赟汉
ZnCdSe ZnS核壳结构量子点层厚度对发光 二极管性能的影响
Modern Physics 现代物理, 2018, 8(6), 271-276Published Online November 2018 in Hans. /journal/mphttps:///10.12677/mp.2018.86030Effect of Thickness of ZnCdSe/ZnS QDs Layer on Performance of QLEDsHechun Gong1, Guangyi Ren1, Hongtao Zhao1, Yan Huang1, Zhaohan Li21National Lighting Product Test Center (Henan), Puyang Henan2Zhengzhou Normal University, Zhengzhou HenanReceived: Oct. 7th, 2018; accepted: Oct. 23rd, 2018; published: Oct. 30th, 2018AbstractThe sandwich-like QLEDs, using ZnCdSe/ZnS as the light-emitting layer, are fabricated by spin-coating. We focus on the effect of spin-coating rate on the performance of QLEDs. With the spin-coating rate decreasing, the current density and luminance of QLEDs decrease, while turn-on voltage rises. And the result shows that the EQE of QLEDs has an increasing trend with thickness of QDs increasing. A lower turn-on voltage (2.2 V) appears at 3000 rpm, while the peak value of EQE (14%) appears at 2000 rpm.KeywordsQuantum Dots Based Light Emitting Diodes, Shell ThicknessZnCdSe/ZnS核壳结构量子点层厚度对发光二极管性能的影响巩合春1,任广义1,赵洪涛1,黄燕1,李昭函21国家电光源产品监督检验测试中心(河南),河南濮阳2郑州师范学院,河南郑州收稿日期:2018年10月7日;录用日期:2018年10月23日;发布日期:2018年10月30日摘要本文采用旋涂成膜的方法,以ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点为发光层,制备了类似三明治结构的巩合春等ITO/PEDOT:PSS/TFB/QD/ZnO/Al发光器件,系统地研究了不同的旋涂速率对器件光电性能的影响。
《Zn-CuInS2量子点的成分调控及其敏化太阳电池光阳极的优化》范文
《Zn-CuInS2量子点的成分调控及其敏化太阳电池光阳极的优化》篇一一、引言随着科技的发展,新型太阳能电池技术的开发成为了能源领域的重要研究方向。
其中,量子点敏化太阳电池(QDSSC)以其高光电转换效率、低成本等优势受到了广泛关注。
Zn-CuInS2(ZCIS)量子点因其优良的光电性能,被广泛用于QDSSC的光阳极材料中。
本文将探讨ZCIS量子点的成分调控及其在敏化太阳电池光阳极的优化。
二、Zn-CuInS2量子点的成分调控2.1 成分调控原理ZCIS量子点的成分调控主要是通过调整Zn、Cu、In和S的元素比例,以达到优化其光电性能的目的。
不同比例的元素组成会影响量子点的能级结构、光吸收性能以及电子传输性能。
2.2 成分调控方法成分调控主要通过控制合成过程中的反应条件、原料配比以及温度等因素来实现。
目前,常用的合成方法包括化学浴法、共沉淀法等。
通过调整这些参数,可以实现对ZCIS量子点成分的精确控制。
三、ZCIS量子点敏化太阳电池光阳极的优化3.1 光阳极材料的选择光阳极材料的选择对太阳电池的性能至关重要。
ZCIS量子点因其优良的光电性能,被广泛应用于光阳极材料中。
然而,光阳极的性能并不仅仅取决于量子点的性质,还与基底材料、界面修饰等因素有关。
因此,在选择光阳极材料时,需要综合考虑这些因素。
3.2 界面修饰与优化为了进一步提高光阳极的性能,需要进行界面修饰与优化。
这包括对光阳极表面进行适当的处理,以提高其与量子点之间的接触性能;同时,还需要对量子点进行表面改性,以提高其稳定性和光电转换效率。
此外,还可以通过引入导电聚合物等材料,进一步提高光阳极的导电性能。
四、实验结果与讨论4.1 实验方法与步骤本部分详细介绍了实验方法和步骤,包括ZCIS量子点的合成、光阳极的制备以及太阳电池的组装等过程。
同时,还介绍了成分调控和界面优化的具体实施方法。
4.2 实验结果分析通过实验数据对比分析,我们可以看到经过成分调控和界面优化的ZCIS量子点敏化太阳电池的光电转换效率得到了显著提高。
ZnS量子点的合成及荧光特性
ZnS量子点的合成及荧光特性黄风华;彭亦如【摘要】采用液相沉淀法,用不同的硫源或金属离子螯合剂,从三个途径合成了不同粒径的ZnS量子点,并用透射电子显微镜,X-射线粉末衍射仪所合成的量子点进行了表征,用荧光分光光度计研究了量子点的荧光性质.结果表明,所合成的ZnS量子点为分散性好、纯度高且具有良好荧光特性的球形微粒.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2004(012)006【总页数】3页(P529-531)【关键词】硫化锌量子点;合成;荧光性质【作者】黄风华;彭亦如【作者单位】福建师范大学化学与材料学院,福建,福州,350007;福建师范大学化学与材料学院,福建,福州,350007【正文语种】中文【中图分类】O614半导体硫化锌(ZnS)量子点因具有热红外透明性、荧光、磷光等特性而引起许多研究者的兴趣,推动着对其制备的进一步研究。
ZnS量子点的制备方法较多[1~3],有固相法、液相法和气相法,其中液相法的制备形式多样、操作简单、粒度可控,因而备受重视,其缺点是易发生团聚现象。
本文借鉴文献[4]报道的硫化铜纳米粒子的制备方法,即采用液相沉淀法,使用乙醇作为分散剂有效地避免了团聚,用不同原料从三个途径合成了不同粒径的、分散性较好的半导体ZnS量子点,并研究了ZnS量子点的形貌、粒经大小、结构与荧光特性。
1 实验部分1.1 仪器与试剂H-600型透射电子显微镜;Philips X′pert-MPD型X-射线粉末衍射仪;RF-540型荧光分光光度计。
所用试剂均为市售分析纯;水为二次蒸馏水。
1.2 ZnS量子点的制备(1) 以Na2S为硫源分别配制0.1mol·L-1的ZnAc2和0.1mol·L-1的 Na2S水-醇溶液各50mL[V(水) ∶V(醇)=3 ∶1],用HAc调节ZnAc2水-醇溶液的pH=5。
室温,搅拌下将ZnAc2水-醇溶液逐滴滴入Na2S水-醇溶液中(控制滴加速度为2mL·min-1~3mL·min-1),滴毕继续搅拌反应30min。
ZnCuInS_ZnS量子点荧光粉LED发光特性研究_毕克_张铁强_张宇
ZnCuInS/ZnS 量子点荧光粉LED 发光特性研究毕克1,张铁强1,张宇2(1.吉林大学物理学院,超硬材料国家重点实验室,长春130012;2.集成光电子国家重点实验室,吉林大学电子科学与工程学院,长春130012)摘要:ZnCuInS/ZnS (QDs )量子点是一种不含重金属半导体的纳米材料,以无机前驱体和非配位溶剂为基础,合成得到尺寸为3.2nm 的ZnCuInS/ZnS 核壳量子点,通过测量ZnCuInS/ZnS 量子点光致发光光谱,其发射峰波长约为700nm ,半宽度为110nm 。
同时,以GaN 蓝光芯片为基础,制备了ZnCuInS/ZnS 量子点荧光粉LED 发光二极管,并对其发光特性进行了研究。
在恰当的偏置电压下,逐渐改变滴涂在底层为蓝色GaN LED 芯片上的ZnCuInS/ZnS 量子点溶液浓度,观察到红光逐渐增强,随之蓝光逐渐减弱,其发射光CIE 色坐标发生改变,并可以得到较好的红光光谱。
关键词:ZnCuInS/ZnS 量子点;GaNLED ;光致发光;荧光粉中图分类号:O482.31文献标识码:A文章编号:1672-9870(2014)04-0044-04Reserch on Emission Property of Phosphors LEDsBased on ZnCuInS/ZnS Quantum DotsBI Ke 1,ZHANG Tieqiang 1,ZHANG Yu 1,2(1.State Key Laboratory of Superhard Materials ,College of Physics ,Jilin University ,Changchun 130012;2.State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics ,School of Electronic Science and Engineering ,Jilin University ,Changchun 130012)Abstract :In this paper ,ZnCuInS/ZnS quantum dots (QDs )have been studied as an excellent red emitting source for blue GaN LED because of its non-toxic deep red emmission and large Stokes shift properties.ZnCuInS/ZnS core/shell quantum dots were prepared with the particle size of 3.2nm.According to the measurement of photoluminescence spec-trum emitted by ZnCuInS/ZnS core/shell quantum dots ,the emitting peak of 700nm and the full width at half-maxim of 110nm were achieved as red emitter.It was found that absorption edge and photoluminescence peak shifted to short-er wavelength with decreasing the nanocrystal size due to quantum size effect.Meanwhile ,ZnCuInS/ZnS core/shell quan-tum dot light emitting diodes and their photoluminescence properties were studied.After the suitable bias was applied on the films ,increasing the ZnCuInS/ZnS QDs concentration in the blue GaN chips ,red emission is increased(peak emission at 700nm and FWHM 110nm)with decreasing LED ’s blue light.Key words :ZnCuInS/ZnS quantum dots ;GaN LED ;photoluminescence ;phosphors在过去的几年间,人们大多采用胶体合成法来合成二元型和一元型半导体纳米晶,其胶体具有较高的稳定性,而且其粒子具有良好的单分散性。
ZnS 量子点的制备及光催化性能研究
ZnS 量子点的制备及光催化性能研究魏茂彬;王佳琳;曹健;杨景海【摘要】采用水热法制备了ZnS量子点纳米材料,利用X射线衍射仪( XRD)和透射电子显微镜( TEM)对所制备的样品进行了结构和形貌表征.同时以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星( CIP)为降解对象,研究了ZnS量子点的光催化性能.经研究表明,成功制备了ZnS量子点材料,且ZnS量子点材料在紫外光照射下能够明显的降解环境中存在的抗生素环丙沙星( CIP)污染物,降解效率达到80%,表现出良好的光催化性能,但其在可见光下照射下的光催化性能明显降低,降解效率仅有45.75%.%In this paper , ZnO quantum dot nanomaterials were prepared by hydrothermal method and the structure and morphology of the prepared samples were characterized by XRD and transmission electron microscopy ( TEM ) .At the meantime , it is studied photocatalytic properties of ZnS quantum dots using antibiotic contaminants ciprofloxacin ( CIP) in the environment as the object of degradation .The study showed that ZnS quantum dot successfully prepared revealed good photocatalytic properties under UV irradiation ,it can effectively degraded the antibiotic contaminants ciprofloxacin ( CIP ) in the environment , but its catalytic activity under visible light was not high and its removal efficiency was only 45.75%.【期刊名称】《吉林师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(037)002【总页数】4页(P30-33)【关键词】ZnS量子点;水热法;光催化性能;抗生素【作者】魏茂彬;王佳琳;曹健;杨景海【作者单位】吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平136000;吉林师范大学物理学院,吉林四平136000【正文语种】中文【中图分类】O643.3随着经济的快速发展,人类资源污染日趋加剧,对污染物的降解处理现已经是迫在眉睫了,是人类现今亟待解决的问题之一[1-2].抗生素污染物是一类难降解和含生物毒性物质多的有机污染物,环境的恶化严重威胁着人们的健康[3-4].纳米ZnS是一种优异的光催化半导体材料[5-7],因为纳米ZnS在一定条件下受激发能够产生大量的光子-空穴对,同时当ZnS粒子的粒径相当于其激子的玻尔半径时,材料将呈现出明显的量子尺寸效应,这一效应能够使其能级改变、能隙变宽,从而大大增强其氧化还原能力.因此,ZnS的制备及性能研究引起了广大科研工作者们的关注[8-13].本文采用水热法成功制备了ZnS量子点纳米材料,并以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星(CIP)为降解对象,深入研究了ZnS量子点的光催化性能.利用水热法制备纤锌矿结构的ZnS纳米颗粒,按物质量比1∶2准确称量适量的醋酸锌和硫脲.然后,按照1∶1比例将水和乙二胺充分混合制成混合溶液,再将醋酸锌溶于此混合溶液中.将溶有醋酸锌的混合溶液在常温下搅拌1 h,使其充分溶合.再将硫脲加入到上述混合溶液中,将其用磁力搅拌器搅拌2 h.搅拌后,将所得的溶液放入反应釜中190 ℃条件下进行烧结12 h.取出反应釜中的产物,反复2次用去离子水对其进行超声清洗和离心干燥;最后,将清洗后的样品放置在真空干燥箱中在70 ℃下干燥至恒重,即得到粉末物质.晶体结构通过D/max-2500型X射线粉末衍射仪(XRD)和日本电子JEM-2100HR 型高分辨透射电子显微镜进行表征.材料性能利用Thermo Nicolet 360型红外光谱仪和日本岛津UV2450型紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)进行表征.图1(A)为水热法合成的ZnS样品的XRD谱图,从图中可知,在2θ角为28°,48°,56°处出现3个较强的衍射峰,这与ZnS的JCP-DS标准卡片(JCPDS No.36-1450)的(111),(220),(311)特征衍射峰的峰位置一一对应,并无其他杂峰出现,表明所制备的样品为纯度较高的纤锌矿结构ZnS纳米材料.由图1(B)样品的TEM图可知,样品的颗粒平均大小为5~6 nm,样品结晶良好,样品的晶格面间距为0.31 nm,说明所制备的样品为纤锌矿结构的ZnS量子点.图2为利用水热法制备纤锌矿结构ZnS量子点的UV-Vis光谱图.由图可知,ZnS 样品在300 nm区域有一个较强的紫外吸收,通过计算可知ZnS量子点的带隙宽度为3.82 eV[14].从图中可以看出,紫外吸收光谱具有明显的蓝移现象,这是因为本实验所制备的ZnS材料的颗粒大小接近于ZnS的玻尔半径(2.4 nm)[15]产生了量子尺寸效应所致.图3为水热法制备纤锌矿结构ZnS纳米颗粒的红外光谱图.由图中可知,3 500 cm-1和1 260 cm-1处出现了较强的振动峰,此吸收峰为ZnS样品中吸附水的—OH基团O—H键的振动峰,这说明ZnS量子点表面的Zn2+与—OH发生了较强的键合作用.1 610 cm-1处的吸收峰为醋酸锌中非对称和伸缩振动的特征吸收峰;1 400 cm-1处的吸收峰对应于醋酸锌中对称C—O伸缩振动的特征吸收峰;617 cm-1处的吸收峰应为ZnS的特征吸收峰.为了研究ZnS量子点材料光催化降解抗生素类污染物的性能,本实验接下来以环丙沙星(CIP)为降解对象,分别在只有紫外光作用、无ZnS光催化剂的情况下(如图4中曲线a)、无紫外光作用只有ZnS光催化剂的情况下(如图4中曲线b)和ZnS光催化剂在紫外光作用下(如图4中曲线c)对ZnS量子点材料的光催化性能进行了研究(如图4).由图中数据可知,数据a表明紫外光照射对CIP溶液没有降解作用,在照射40 min后吸光度值有所增加,这因为CIP自身发生了聚合作用所导致,因此CIP在紫外光照射下比较稳定,不容易被降解.从数据b可以看出CIP没有明显得到降解,并且变化较缓慢,降解率只有22.4%,这是由ZnS光催化剂自身对CIP溶液物理的吸附作用引起的.从数据c可以看出ZnS光催对CIP溶液具有明显的降解作用,40 min时其降解率就达到了62.7%,当照射时间为60 min时其降解率可达到80.3%.所以,本实验所制备的ZnS量子点材料在紫外光激发下对CIP具有良好的光催化降解能力.本实验也考察了可见光下ZnS量子点材料光催化降解染物环丙沙星(CIP)的性能.由图5可知,光照60 min后,ZnS光催化剂在可见光照射下对CIP的降解率为45.75%,可见此种条件下ZnS的催化活性较紫外光条件下大大降低了,如果再去除ZnS自身的物理吸附作用和可见光中少量的紫外光激发ZnS产生的光催化活性对CIP的降解,直接证明可见光下ZnS的催化活性较低.从图6中可以看出,插图a为未被紫外光光照过的CIP原溶液,从谱图中可看出只有在3.0 min处出现了一个单峰并且峰值很大,峰面积为550.2.将其溶液进行不同时间的光照,然后进行色谱分析,结果表明,随着光照时间的增加,3.0 min 处吸收峰的峰值明显减弱,峰面积大大减小,到紫外光光照60 min后,峰面积降低到36.4.在1.5 min和6.5 min处出现了新的峰,其峰值随着光照时间的增加出现不规则变化.因此,由CIP色谱峰的峰面积的变化可知,光照60 min后,ZnS光催化剂对CIP的降解率可以达到85%以上.这表明紫外光照射作用下光催化剂ZnS可以光催化降解CIP,达到去除环境中CIP污染物的目的.利用水热法成功制备了ZnS量子点纳米材料,并以环境中存在的抗生素污染物环丙沙星(CIP)为降解对象,研究了ZnS量子点的光催化性能.经研究表明,ZnS量子点材料在紫外光照射下具有良好的光催化性能,紫外光照射60 min时其降解率可达到80%,能够有效的降解环境中存在的抗生素环丙沙星(CIP)污染物.【相关文献】[1]ANGELAKIS A N,MAREKOS M H F,Bontoux L,et al.The status of wastewater reuse practice in the mediterrean basin-need for guidelines[J].Water Res,1999,33(10):2201-2217.[2]GALINDO C,JACQUES P,KALT A.Photooxidation of the phenylazonaphthol AO20 onTiO2:kinetic and mechanistic investigations[J].Chemosphere,2001,45(6-7):997-1005.[3]LINDBERG R H,WENNBERG P,JOHANSSON M I,et al.Screening of human antibiotic substances and determination of weekly mass flows in five sewage treatment plants in Sweden[J].Environ Sci Technol,2005,39(10):3421-3429.[4]陈杖榴,杨桂香,孙永学.兽药残留的毒性与生态毒理研究进展[J].华南农业大学学报,2001,22(1):88-91.[5]YIN H B,YUJI W D,TAKAYUKI K,SHOZO Y.Photoreductive dehalogenation of halogenated benzene derivatives using ZnS or CdS nanocrystallites asphotocatalysts[J].Environ Sci Technol,2001,35(1):227-231.[6]CHEN L F,SHANG Y Z,XU J,et al.Synthesis of ZnS nanospheres in microemulsion containing cationic gemini surfactant[J].J Disper Sci Technol,2005,27(6):839-842.[7]程丽娅,陈云,吴庆生.单分散ZnS纳米球与纳米梭之间的形貌转换及光学性能研究[J].化学学报,2007,65 (17):1851-1854.[8]LIU J Y,GUO Z,JIA Y,et al.Triethylenetetramine (TETA)-assisted synthesis,dynamic growth mechanism,and photoluminescence properties of radial single-crystalline ZnS nanowire bundles[J].J Cryst Growth,2009,311(5):1423-1429.[9]葛明,吴伟,徐斌,等.ZnS纳米球的水热合成剂光催化性能[J].南开大学学报,2008,41(6):33-38.[10]NIASARI M S,ESTARKI M R L,DAVAR F.Controllable synthesis of wurtzite ZnS nanorods through simple hydrothermal method in the presence of thioglycolic acid[J].J Alloys Compd,2009,475(1-2):782-788.[11]WANG H,CHEN Z,CHENG Q.Solvothermal synthesis and optical properties of single-crystal ZnS nanorods[J].J Alloys Compd,2009,478(1-2):872-875.[12]MOORE D F,ZHONG Y D,WANG L.Crystal orientation-ordered ZnS nanowirebundles[J].J Am Chem Soc,2004,126(44):14372-14373.[13]BISWAS S,GHOSHAL T,KAR S.et al.Cerium chloride methanol adductcrystals,CeCl3(CH3OH)4:preparation,crystallography,and scintillation properties[J].Cryst Growth Des,2008,8(7):2070-2072.[14]WANG L P,HONG G Y.A new preparation of zinc sulfide nanoparticles by solid-state method at low temperature[J].Mater Res Bull,2000,35(5):695-701.[15]YAO W T,YU S H,PAN L.Flexible wurtzite-type ZnS nanobelts with quantum-size effects:a diethylenetriamine-assisted solvothermal approach source[J].Small,2005,1(3):320-325.。
掺杂ZnSe量子点的制备及其光学性能研究
掺杂ZnSe量子点的制备及其光学性能探究摘要:本文接受坩埚炉综合法制备掺杂ZnSe量子点,并通过紫外-可见吸纳光谱、荧光光谱、X射线衍射和透射电子显微镜等手段对其进行了表征。
经过试验验证,掺杂ZnSe量子点具有优异的光学性能,并能够被应用于生物荧光成像和照明等领域。
关键词:掺杂ZnSe量子点,制备,表征,光学性能,生物荧光成像引言:量子点作为一种具有优异光学特性的新型材料,已经得到了广泛的探究和应用。
探究发现,掺杂量子点能够提高量子点的电子传输性能,从而进一步优化其光学性能。
因此,掺杂ZnSe量子点在荧光成像、照明、生物探针等方面都具有潜在的应用前景。
本文将介绍掺杂ZnSe量子点的制备过程以及其光学性能的试验探究结果。
试验方法:本文接受坩埚炉综合法作为制备掺杂ZnSe量子点的方法。
制备过程中,接受乙醇和氯化锌作为溶剂和前驱体,制备出ZnSe量子点的前体溶液。
而后将硫、硒和锌离子作为掺杂物加入溶液中,再进行加热处理,即可制备出掺杂ZnSe 量子点。
结果与分析:经过紫外-可见吸纳光谱的测试,掺杂ZnSe量子点表现出强烈的吸纳峰,且峰位红移;而荧光光谱测试则表明,掺杂ZnSe量子点拥有较高的荧光量子产率。
X射线衍射和透射电子显微镜测试结果则表明,掺杂ZnSe量子点具有良好的晶体结构和形貌。
综合试验结果可得,掺杂ZnSe量子点具有良好的光学性能和优异的生物兼容性,可用于生物荧光成像和照明等应用领域。
结论:掺杂ZnSe量子点的制备过程简便、效率高,且光学性能优异。
试验验证了掺杂ZnSe量子点的良好光学性能和生物兼容性,为其在生物荧光成像、照明等领域的应用提供了新的思路和方法。
另外,随着生物医学领域的进步,对低毒性和高生物兼容性的材料需求越来越迫切。
掺杂ZnSe量子点正是一种具有潜在的生物医学应用前景的材料。
探究表明,掺杂ZnSe量子点具有良好的生物兼容性,并且在生物成像中显示出优异的性能。
由于其吸纳和发射光谱的位置可以通过掺杂来调整,掺杂ZnSe量子点在细胞成像和药物运输等方面也具有宽广的应用前景。
CdZnSe量子点的制备及发光性能研究
CdZnSe量子点的制备及发光性能研究韦星明;沈凤玲;王荣芳;梁玉玲;王柏梅【摘要】为了制备水溶性的CdZnSe合金量子点,采用一步水相法制备CdZnSe量子点,并详细研究了反应时间、nZn/nCd、n(Zn+Cd)/nSe和前驱体的pH值等反应条件对CdZnSe量子点的光学性能的影响.通过荧光分光光度计、X-射线粉末衍射仪、紫外-可见光谱对样品进行表征.结果表明,采用一步水相法制得的CdZnSe 量子点为立方晶型,量子点的荧光发射峰在572~620 nm范围内连续可调,并且随着Zn的含量增加,量子点的发射峰发生明显的蓝移.因此,通过改变Zn与Cd的摩尔比可以获得不同发光颜色的CdZnSe量子点.【期刊名称】《玉林师范学院学报》【年(卷),期】2018(039)002【总页数】6页(P56-61)【关键词】CdZnSe;量子点;荧光性能【作者】韦星明;沈凤玲;王荣芳;梁玉玲;王柏梅【作者单位】玉林师范学院,化学与食品科学学院,广西玉林 537000;玉林师范学院,化学与食品科学学院,广西玉林 537000;玉林师范学院,化学与食品科学学院,广西玉林 537000;玉林师范学院,化学与食品科学学院,广西玉林 537000;玉林师范学院,化学与食品科学学院,广西玉林 537000【正文语种】中文【中图分类】O614由于Ⅱ-Ⅵ和Ⅲ-Ⅴ半导体量子点(QDs)优越的光学性质,它们在过去20年引起了人们的广泛关注[1-3].目前制备量子点常用的方法主要有有机金属法[4-5]和水相法[6-7].采用有机法制备的量子点具有较高的荧光量子产率、发射光谱窄且对称分布等优点,但是水溶性差,在应用上受到一定的限制.水相合成法主要是采用巯基化合物[8-9](巯基乙酸、巯基丙酸、半胱氨酸等)作为稳定剂,在水相中制备量子点材料,该方法因具有操作简单、成本低、合成量子点水溶性好等优点而被广泛研究.在二元量子点中,ZnSe(Eg=2.7eV)是一种重要的宽禁带宽度半导体,在发光二极管和太阳能电池领域有着潜在的应用[10-11].硒化镉的带隙为1.8 eV,在可见光区有良好的光吸收.但是,在控制二元量子点的发射波长时,存在着波长可调范围窄、荧光量子效率低等问题[12-13],这些问题将极大地影响二元量子点的应用范围.与二元量子点相比,三元合金量子点可以通过调节合金量子点的组成和粒径大小来实现发射波长的调控,从而拓宽了量子点的发光及使用范围[14].目前,三元合金量子点,如CdSeTe[15]、CdTeS[16]等合金量子点,因为其广泛的可调节的带隙和较高的量子产率(QY)而被广泛地研究.但是采用一步水相制备三元合金量子点的研究报道较少,本研究是采用乙酸锌(Zn(CH3OO)2)溶液,氯化镉(CdCl2)溶液为原料,3-巯基丙酸(MPA)为稳定剂在水相中一步合成半导体CdZnSe量子点,探讨了反应时间,nZn/nCd、n(Zn+Cd)/nSe,前驱体的pH值等反应条件对CdZnSe量子点的光学性能的影响.通过改变Zn与Cd的摩尔比从而调控CdZnSe量子点的荧光发射波长,拓宽量子点的发光范围.1 材料与方法本文参考了之前报道[17]制备量子点的方法并做了细微的改变,实验采用水相合成法,具体的实验步骤为:在不断搅拌下,将0.3 mL 3-巯基丙酸(MPA)加入到100 mL(Cd2++Zn2+)混合溶液中,用1 mol/L的NaOH溶液调节前驱体溶液的pH值,在搅拌的同时加入适量的SeO2和NaBH4,将混合溶液加热到100℃并通过控制回流时间获得一系列的CdZnSe量子点.本实验将所得样品加蒸馏水稀释5倍后,采用FluoroMax-4型号的荧光光谱仪测试CdZnSe量子点的光致发光光谱(PL),Cary 5000紫外光谱仪测试样品的紫外吸收光谱;Rigaku/Dmax-2500(Cu Kα=1.5406 Å)X-射线衍射仪测试样品的晶体结构,其扫描速度为10.00°/min,扫描范围为10.00-80.00°.2 结论与分析图1为以3-巯基丙酸(MPA)作为稳定剂,二氧化硒为硒源制备的CdZnSe量子点的X-射线衍射(XRD)图,从图中可知,CdZnSe量子点在2θ=26.19°、42.67°和49.54°处有明显的衍射峰,与标准图谱相比,该量子点的衍射峰介于立方晶相CdSe(JCPDS 65-2891)和立方晶相ZnSe(JCPDS 65-7409)之间,说明通过该实验方法可以制备获得CdZnSe合金量子点,由于制备的CdZnSe合金量子点的粒径较小,其XRD衍射峰出现宽化现象.图1 CdZnSe量子点的XRD图Fig.1 XRD diagram of CdZnSeQDs图2 不同回流时间下合成CdZnSe量子点的荧光发射图谱Fig.2 The photoluminescence spectrum of the CdZnSe QDs at different refluxing times图2是n(Zn)∶n(Cd)=1∶3,3-巯基丙酸(MPA)的用量为0.3 mL,pH=10.00,反应温度为100 ℃条件下,不同回流时间合成的CdZnSe量子点的荧光光谱图.从图中可以看出,CdZnSe量子点的发射波长随着回流时间的增加出现了微小的红移,最大荧光发射波长为600 nm左右.根据Ostwald熟化过程[18],随着回流时间的逐渐延长,CdZnSe量子点的颗粒逐渐长大,大颗粒吞并小颗粒,随着粒径的增加,CdZnSe量子点的发射波长发生红移.图3为所对应的CdZnSe量子点的紫外吸收光谱图.由图可知,CdZnSe量子点在紫外和蓝光区域都有较强的吸收,样品的紫外吸收峰会随着反应时间的增加发生微小的红移.图3 不同回流时间下CdZnSe量子点紫外吸收光谱图Fig.3The UV-Vis absorptionspectrum of CdZnSeQDs atdifferent refluxing time图4 CdZnSe量子点荧光强度随pH的变化Fig.4 Change of fluorescence intensity of CdZnSe QDs for different pH前驱体溶液的pH值对水相合成的量子点荧光强度有一定的影响[19],在反应条件为n(Zn):n(Cd)=1∶3,稳定剂3-巯基丙酸的使用量为0.30 mL,回流温度为100℃不变的情况下,通过改变反应体系的初始pH,观察在不同pH下合成的CdZnSe量子点的荧光光谱性质,并对反应条件进行优化.图4是pH分别为9.00,10.00和11.00时回流1 h合成的CdZnSe量子点的光致发光谱图.由图可得,随着pH值的升高,CdZnSe量子点发射峰强度呈现先升高再下降的趋势,当pH值为10.00时,荧光强度最大,荧光峰位置为613 nm;当体系的pH值减小到9.00时,强度又有所下降.因此,本实验制备CdZnSe量子点的最佳pH条件为10.00.图5 CdZnSe量子点荧光强度随n(Zn+Cd)/n(Se)的变化Fig.5 Change of fluorescence intensity of CdZnSe QDs for different n (Zn+Cd)/n(Se)图5 中a、b、c、d 4条线分别表示n(Zn+Cd)∶n(Se)为1∶0.10、1∶0.15、1∶0.20和1∶0.25时回流1 h合成的CdZnSe量子点的荧光发射光谱图.反应条件是:反应温度为100℃,溶液的pH为10.00,稳定剂3-巯基丙酸的用量为0.30 mL.由图可知,随着n(Zn+Cd)与n(Se)比例从1∶0.10变化到1∶0.20,CdZnSe量子点的荧光强度逐渐增强,当n(Zn+Cd)∶n(Se)的比值为1∶0.20时,CdZnSe量子点的最大发射峰强度最强.因为改变(Zn+Cd)与Se的摩尔比,会影响CdZnSe量子点表面的Cd2+和Zn2+离子的分布数量,当稳定剂3-巯基丙酸(MPA)的用量一定时,CdZnSe量子点表面的Cd2+和Zn2+离子越多,与其配位的MPA分子也越多.从而减少了量子点的表面缺陷,提高量子点的发光性能.图6 CdZnSe量子点的发射光谱随n(Zn)/n(Cd)的变化Figure 6 Change of fluorescence intensity of CdZnSe QDs for different n (Zn)/n(Cd)通过改变Zn与Cd的物质的量比,可以调控CdZnSe量子点的组成,图6是在反应温度为100℃,溶液的pH为10.00,稳定剂3-巯基丙酸的用量为0.30 mL固定不变的情况下,n(Zn)∶n(Cd)分别为1∶1、1∶3、3∶1时合成的CdZnSe量子点的荧光发射光谱图.从图中可知,随着Zn2+含量的增加,CdZnSe 量子点的最大荧光发射峰从599 nm蓝移到572 nm.因此,可以通过改变Zn与Cd的物质的量比,获得发光颜色不同的CdZnSe量子点.3 结论本文主要讨论了在水相中以3-巯基丙酸(MPA)作为稳定剂,制备CdZnSe合金型量子点,通过对反应时间、溶液的pH值、Cd与Zn的物质的量比、(Zn+Cd)与Se的物质的量比等条件进行优化,找到水相合成CdZnSe合金型量子点的最优条件:溶液体系pH值为10.00,Zn与Cd的物质的量比等于1∶3,(Zn+Cd)与Se的物质的量比为1∶0.20,MPA的量为0.30 mL.对合成的CdZnSe合金量子点进行系列表征,结果表明,采用一步水相法制得的CdZnSe量子点为立方晶型,量子点的荧光发射峰在572~620 nm范围内连续可调,并且随着Zn的含量增加,量子点是发射峰发生明显的蓝移,可以通过改变Zn与Cd的摩尔比调节CdZnSe量子点的发光颜色.【参考文献】【相关文献】[1]Brus L E.A simple model for the ionization potential,electron affinity,and aqueous redox potentials of small semiconductor crystallites[J].The Journal of chemical physics,1983,79(11):5566-5571.[2]Liu Z,Yin P,Gong H,et al.Determination of rifampicin based on fluorescence quenching of GSH capped CdTe/ZnS QDs[J].Journal of Luminescence,2012,132(9):2484-2488.[3]Tyrakowski C M,Shamirian A,Rowland C E,et al.Bright Type II quantum dots [J].Chemistry of Materials,2015,27(21):7276-7281.[4]Peng Z A, Peng X.Formation of high-quality CdTe,CdSe, and CdSnanocrystals using CdO as precursor[J].Journal of the American Chemical Society, 2001, 123(1):183-184.[5]Dukes III A D,McBride J R,Rosenthal S J.Synthesis of magic-sized CdSe and CdTenanocrystals with diisooctylphosphinic acid[J].Chemistry of Materials,2010,22(23):6402-6408.[6]王益林,杨摇昆,潘华桥,等.高质量CdSe量子点的水相制备与表征[J].高等学校化学学报,2012,33(12):2604-2608.[7]Mandal A,Tamai N.Influence of acid on luminescence properties of thioglycolicacid-capped CdTe quantum dots[J].The Journal of Physical Chemistry C, 2008, 112(22):8244-8250.[8]朱专赢,屈建莹,白雪,等.L-半胱氨酸-ZnS量子点荧光探针测定牛血清白蛋白[J].河南大学学报(自然科学版),2013,43(6):620-624.[9]Han J,Luo X,Zhou D,et al.Growth kinetics of aqueous CdTenanocrystals in the presence of simple amines[J].The Journal of Physical Chemistry C, 2010, 114(14):6418-6425.[10]Liu X,Ma J,Peng P,et al.One-pot hydrothermal synthesis of ZnSe hollow nanospheres from an ionic liquid precursor[J].Langmuir,2010,26(12):9968-9973. [11]Cheng D C,Hao H C,Zhang M,et al.Improving Si solar cell performance using Mn:ZnSe quantum dot-doped PLMA thin film[J].Nanoscale research letters,2013,8(1):291.[12]Bailey R E,Strausburg J B,Nie S.A new class of farred and near-infrared biological labels based on alloyed semiconductor quantum dots[J].Journal of nanoscience and nanotechnology,2004,4(6):569-574.[13]Zhong X,Feng Y,Zhang Y,et al.A facile route to violet-to orange-emitting CdxZn1-xSe alloy nanocrystals via cation exchange reaction[J].Nanotechnology,2007,18(38):385606.[14]Swafford L A,Weigand L A,Bowers M J,et al.Homogeneously Alloyed CdSxSe1-xNanocrystals: Synthesis,Characterization,and Composition/Size-Dependent Band Gap[J].Journal of the American Chemical Society,2006,128(37):12299-12306. [15]刘声燕,王益林,杨昆.近红外发射CdSeTe量子点测定铜离子[J].发光学报,2014,35(2):257-262.[16]Baslak C,Aslan E,Patir I H,et al.Photocatalytic hydrogen evolution based on mercaptopropionic acid stabilized CdS and CdTeS quantum dots[J].International Journal of Hydrogen Energy,2016,41(45):20523-20528.[17]王益林,刘声燕,莫凤萍,等.水合肼还原二氧化碲水相合成CdTe量子点[J].高等学校化学学报,2013,34(1):45-49.[18]Xia W,Zhang X,Zhou L,et al.Green Synthesis of White Light-Emitting Mn2+-Doped ZnSe Quantum Dots Using L-Cysteine as Stabilizer[J].ECS Solid State Letters,2013,2(11):R41-R44.[19]Swayambunathan V,Hayes D,Schmidt K H,et al.Thiol surface complexation on growing cadmium sulfide clusters[J].Journal of the American Chemical Society,1990,112(10):3831-3837.。
LED光对温室植物生长的影响
LED光对温室植物生长的影响作者:苏诗淼来源:《安徽农业科学》2014年第25期摘要研究红色LED、蓝色LED和白色LED组合光源对室内种植蔬菜生长的影响以及光的强度、光的照射时间对植物的营养成分的影响,同时研究3种不同的光对生菜的生物量、叶绿素、胡萝卜素、可溶性蛋白和糖和硝酸盐的含量影响以及市场对生菜外观质感的评价。
对比可溶性糖、可溶性蛋白、硝酸盐在3种不同的光照后,叶绿素、胡萝卜素和可溶性蛋白的含量随这3种光的反映程度。
研究结果表明,适当地补充特种光谱和光辐射,可以提高植物的产量和质量;在红蓝白LED照射后的生菜的营养价值更丰富。
关键词红蓝白LED;红蓝LED;荧光灯;生菜的营养值中图分类号 S26+8 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)25-08494-03Abstract Effects of red, blue and white LED light on vegetable growth, the light intensity and and irradiation time on plant nutrition components, as well as effects of three lights on biomass,chlorophyll, carotene, soluble protein, sugar and nitrates were studied, the appearance of market on lettuce was evaluated. The results showed that appropriately adding special spectrum and light radiation can enhance plants’ yield and quality, the nutritional value of lettuce is more abundant after irradiated by RBW LED light.Key words RBW LED light; RB LED light; Fluorescent lamp; The nutritional value of lettuceLED可发出专一波长的窄谱单色光。
紫外胶基底中CdSe_ZnS量子点的吸收与色散非线性关系的确定(量子点溶液的折射率)
了C T e量子点水溶液的折射率随温度和浓度的变 d 化, 并得到 了 折 射 率 关 于 温 度 和 浓 度 的 经 验 公 式 。
8] / 将C 程成等 [ d S e Z n S量子点掺入甲苯等有机溶
剂, 灌入空芯玻璃光纤 , 形成以甲苯为本底的掺杂玻 璃光纤 , 发现 这 种 量 子 点 光 纤 具 有 光 增 益, 得到了 / 迄 S e Z n S 量子 点 掺 杂 光 纤 的 吸 收 特 性 。 然 而 , C d / 今为 止 , 尚未见到以紫外( 胶为本底的 C S e UV) d / / ( 的吸收系数关联于 S e Z n S) UV] Z n S 量子 点 [ C d / / 折 射 率 的 研 究 报 道, 关于( S e Z n S) UV 的 吸 收 C d 系数数据也并不 完 备 。 另 一 方 面 , 经典的电磁散射 理论对于 块 体 材 料 的 吸 收 有 较 为 完 备 的 描 述 。 然 而, 对于具有量子效应的量子点 , 其对吸收系数的描 述是否仍然可用于 描 述 量 子 点 , 也是一个十分吸引 人而又没有人做过的工作 。 / / 本文测量了 ( S e Z n S) UV 的 吸 收 谱 和 发 射 C d / / 谱 。 利用 吸 收 光 谱 法 , 测量了( S e Z n S) UV 在 C d 不同的量子点掺 杂 浓 度 下 、 0~8 5 0n m 波长区的 4 5 吸收系数 , 得到了随 波 长 和 浓 度 变 化 的 吸 收 系 数 及 / / 其经验公式 。 测 量 了 ( S e Z n S) UV 的 折 射 率 随 C d 波长和浓度的变化 , 估算了纯量子点介质的折射率 , 并与 C S e和 Z n S 块材料的折射率进行了比较 。 根 d 据实验结果 , 给出了 吸 收 系 数 直 接 关 联 于 折 射 率 的 经验公式 。 将由经典谐振子模型散射理论得出的吸 / 收系数与本文 的 经 验 公 式 进 行 比 较 , 得到了 C S e d 与块体 Z n S 量子点的谐 振 频 率 和 阻 尼 系 数 等 参 量 , , 和 进 行 材料 C 了 比 较 并 简 要 讨 论 了 经典 S e Z n S d 散射理论可适用于该量子点的原因 。
一种CdZnSe@ZnS量子点制备的白光LED器件[发明专利]
专利名称:一种CdZnSe@ZnS量子点制备的白光LED器件专利类型:发明专利
发明人:李金梅,李栋宇,黄贞,黄洁仪,黄贺杰
申请号:CN201810463340.6
申请日:20180515
公开号:CN108767094A
公开日:
20181106
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种CdZnSe@ZnS量子点制备的白光LED器件,包括设有散热器的反光罩、设置于所述反光罩内侧底部的LED 芯片、与所述反光罩盖合的透光罩和用于覆盖所述LED芯片表面的量子点发光胶体,所述量子点发光胶体由CdZnSe@ZnS量子点和硅胶混合制备而成,所述CdZnSe@ZnS量子点由CdZnSe核层和ZnS壳层组成,所述ZnS壳层表面包裹有疏水配体,其中x大于0且小于1。
本发明提供的白光LED器件的量子点发光胶体由CdZnSe@ZnS量子点和硅胶混合制备而成,CdZnSe@ZnS量子点的转换效率高,能量损耗低;CdZnSe@ZnS量子点制备的白光LED器件具有光色更加均匀、发光效率高、稳定性好的优点,在照明领域具有极好的应用前景。
申请人:岭南师范学院
地址:524048 广东省湛江市赤坎区寸金路29号
国籍:CN
代理机构:广州粤高专利商标代理有限公司
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CdSe纳米片在显示背光源上的应用
目前,已经有很多研究报道了纳米片应用在绿色或红色发光二极管中的相关工作。
本文的工作主要是合成CdSe纳米片,并通过包裹SiO2增加纳米片的稳定性,合成的绿光纳米片荧光半高宽仅为12nm。
同时我们合成了CdSe/CdS红光纳米片,进一步增加了纳米片的稳定性。
基于合成的红绿光纳米片与蓝光LED芯片制备了白光LED,基于此的显示背景光源色域达到了122.2% NTSC,显示出了超高的色纯度和出色的色彩饱和度。
最近几十年,显示技术随着日益深入的研究取得了巨大的进步,与此同时,人们对于显示器件性能的要求也在不断提升。
而显示器件的色彩表现能力,可以用色域来衡量,它指的是一个显示器件所能显示的色彩的最大范围。
在国际照明委员会定义的色度图中,色域为红绿蓝三基色所对应的三个点所围成的三角形区域。
通常来说,光源在光谱图中的荧光半高宽越窄,光谱在色度图中的坐标越靠近光谱轨迹,从而色域越大,显示器件的性能也就越好。
目前,大部分液晶显示器的背景光源都是基于蓝光芯片和黄色荧光粉的白光LED,虽然制造技术已经相当成熟,但是由于黄色荧光粉具有很宽的荧光半高宽,导致基于其的白光背光源在经过传统的彩色滤色片后得到的红光和绿光具有较宽的荧光半高宽,基于这种类型的背光源的显示设备的色域只能达到72% NTSC(NTSC显示色域是美国国家电视标准委员会制定的一个高清电视的显示色域标准)。
因此,当前很多研究者将目光投至在纳米材料上,而研究最多的就是利用量子点的光致发光特性,使用量子点替代传统的荧光粉材料,通过蓝光LED芯片激发红色和绿色量子点后发出红光和绿光,芯片的蓝光与量子点发出的红光和绿光混合得到白光。
相比于传统的荧光粉,量子点有着更窄的荧光半高宽,且有着可调的发射光谱。
基于量子点的液晶显示设备,能够将色域提高至110% NTSC。
而纳米片材料,相比于量子点,有着更窄的荧光半高宽、更高的色饱和度和更大的色域,显示器件的色彩表现能力更强。
2014-红_绿CdSe_ZnS量子点配比对三波段标准白光LED器件的影响_陈赟汉
第35卷第8期2014年8月发光学报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCEVol.35No.8Aug.,2014文章编号:1000-7032(2014)08-0992-06红、绿CdSe@ZnS量子点配比对三波段标准白光LED器件的影响陈赟汉1,张雪2,周洁2,曹进2*,张建华2,殷录乔2,朱文清1(1.上海大学材料科学与工程学院,上海200072;2.上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室,上海200072)摘要:将一步法合成的具有梯度合金结构的红光、绿光CdSe@ZnS量子点与硅胶均匀混合后,作为光转换层涂覆到蓝色InGaN LED芯片上,制备了不含荧光材料的三波段白光LED器件。
研究了峰值为650nm和550 nm的高效率红、绿量子点在硅胶中的含量及配比对白光LED色坐标以及效率的影响。
结果表明,当红、绿量子点配比为2ʒ3时,可得到发射纯正白光的QDs-LED器件,色坐标为(0.3228,0.3359)、色温为5725K,功率效率为26.61lm/W,显色指数为72.7。
光谱中红、蓝、绿三色发光峰的半高宽分别为30,25,38nm,表明器件具有很好的单色性和高色纯度。
关键词:量子点;核壳;白光LED;光转换层中图分类号:TN383+.2文献标识码:A DOI:10.3788/fgxb20143508.0992Effect ofRed,Green CdSe@ZnS QuantumDotsRatios on Standard Three-band White LED DevicesCHEN Yun-han1,ZHANG Xue2,ZHOU Jie2,CAO Jin2*,ZHANG Jian-hua2,YIN Lu-qiao2,ZHU Wen-qing1(1.School of Materials Science and Engineering,Shanghai University,Shanghai200072,China;2.Key Laborary of Advanced Display and System Applications,Ministry of Education,Shanghai University,Shanghai200072,China)*Corresponding Author,E-mail:caojin2007@163.comAbstract:Highly-fluorescent green and red CdSe/ZnS core/shell gradient alloy quantum dots (QDs)were synthesized by one-step method.The phosphine-free three-band white light LEDs were fabricated by directly incorporating QDs/epoxy composites with blue InGaN chip.The influences of the content and proportion of red(650nm)and green(550nm)QDs on the color coordinate and efficiency of white LED were researched.When the red/green QDs ratio is2ʒ3,the standard three-bandRGB QDs-WLED can be achieved with a CIE-1931color coordinates of(0.3228,0.3359),CCT of5725K,CRI of72.7,and power efficiency of26.61lm/W.FWHM of the red,blue,and green peak of the white QDs-LED is30,25,and38nm,respectively.Key words:quantum dot;core-shell;white-LED;light conversion layer收稿日期:2014-05-04;修订日期:2014-06-15基金项目:上海自然科学基金(09ZR1411900);上海市科委项目(11100703200);上海大学创新基金(sdcx2012063)资助项目第8期陈赟汉,等:红、绿CdSe@ZnS量子点配比对三波段标准白光LED器件的影响993 1引言直径在1 10nm的半导体纳米晶体常被称作“量子点”(Quantum dots,QDs)[1]。
基于Cu掺杂ZnInS和ZnCdS量子点的高显色性白光LED
基于Cu掺杂ZnInS和ZnCdS量子点的高显色性白光LED 袁曦;马瑞新;单美玲;赵家龙;李海波【摘要】Cu-doped quantum dots ( QDs) were used as color converting materials for preparing effi-cient white light-emitting diodes ( LEDs ) . The Cu-doped QDs synthesized by chemical method showed composition-tunable emission from green to deep red and large Stokes shifts. By using the combination of green light-emitting ZnInS:Cu QDs and red emitting ZnCdS:Cu QDs with blue GaN chips, a high color rendering white LED was fabricated. The resulting three-band RGB QD-white LED exhibits high performance with luminous efficacy of 71 lm/W, color rendering index up to 94, CIE-coordinates of (0. 352 4, 0. 365 1), and color temperature of 4 788 K. Based on the changes in the photoluminescence lifetimes of Cu-doped QDs, it is found that the energy transfer process from green ZnInS:Cu QDs to red ZnCdS:Cu QDs can be negligible, because the red QDs had no absorp-tion at green band. These results suggest that Cu-doped QDs are promising for solid state lighting.%利用胶体化学方法合成了发光波长可调的Cu掺杂量子点,其波长范围可从绿光到深红光连续调节.通过将绿光ZnInS:Cu和红光ZnCdS:Cu量子点与蓝光GaN芯片相结合,制备了高显色性的白光LED,其流明效率为71 lm·W-1,色温为4 788 K,显色指数高达94,CIE色坐标为(0. 352 4,0. 365 1). 通过测量Cu掺杂量子点的荧光衰减曲线,发现不存在从绿光ZnInS:Cu到红光ZnCdS:Cu量子点的能量传递过程,因为红光ZnCdS:Cu量子点在绿光波段没有吸收.实验结果表明,Cu掺杂量子点有望应用于固态照明领域.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2015(036)011【总页数】8页(P1258-1265)【关键词】量子点;纳米晶;Cu掺杂量子点;白色发光二极管;能量传递【作者】袁曦;马瑞新;单美玲;赵家龙;李海波【作者单位】吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林四平136000;吉林师范大学信息技术学院,吉林四平 136000;吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林四平 136000;吉林师范大学信息技术学院,吉林四平 136000;吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林四平136000;吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,吉林四平 136000【正文语种】中文【中图分类】O482.31;TN312.8人类照明大约消耗全球总电能的20%,为了应对庞大的电能需求,减少二氧化碳排放,很多国家宣布将逐步淘汰高能耗的白炽灯[1]。
ZnS薄膜参数对有机-无机复合发光器件特性的影响
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) 为旋涂的 C T P D 层表面很平整 ;图 2( b d S eQ D s层 的 S EM ( ) , 图 ;图 2 是 上沉 积 的 的 表 面 形 貌 图 可 以 c C d S eQ D s Z n S ) 看出由大小不等晶 粒 组 成 ;图 2( 为C d d S eQ D s层 的 T EM 图 ,从图中可以看出 C d S eQ D s的大小均匀 ,其尺寸约为 3 . 8
引 言
) 具有 量 子 尺 寸 效 应 ,人 们 通 过 调 控 Q D s 半导体量子点 (
1] ,C 量子点 的 大 小 来 实 现 所 需 要 的 特 定 波 长 的 发 光 [ d S e
原理与传统的注入式发光的 原 理 不 同 。它 存 在 两 种 机 制 ,一 是电 子 经 过 Z n S层加速获得高能量后进入 Q D s 发 光 层 ,并 ; 与C 碰撞激发量子点发光 二是空穴从 d S eQ D s T P D 传输层 注入 ,实现电子 空穴的复合发光 。在这里传统注入发光与 无 机薄膜加速撞击 发 光 共 存 ,有 机/无 机 复 合 材 料 的 发 光 可 以
第3 第4期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 4卷 , 2014 年 4 月 S e c t r o s c o n dS e c t r a lA n a l s i s p p ya p y
8 9 8 9 0 2 V o l . 3 4, N o . 4, p p , A r i l 2 0 1 4 p
图3 为 器 件 中 所 使 用 C d S eQ D s薄膜的光致发光谱 ( ,插 图 则 是 T P L) P D的P L 谱 。C d S eQ D s的 荧 光 峰 位 于 , 5 8 1n m处 T P D 的荧光峰位于4 0 0~4 5 0n m 之 间 ,并 且 右 侧的展宽较大 ,延 伸 至 5 0 0n m 附 近 。我 们 提 出 的 器 件 结 构 / / / / 是注 入 型 和 电 场 型 复 合 的 I T O T P D C d S eQ D s Z n S A g L E D,在电场型器件中 ,宽带隙半导 体 Z n S 的厚度会对器件
三基色白光LED光谱优化及颜色评价体系分析
三基色白光LED光谱优化及颜色评价体系分析古志良;许毅钦;陈志涛【摘要】随着人们对光品质的要求越来越高以及新光源的出现, 光源的颜色评价体系也在不断发展, 新的颜色评价体系CQS (Color Quality Scale) 显示了一定的优越性. 本文采用理论计算, 固定相关色温为3000K, 通过调配三基色白光LED光谱参数来分析CQS和CRI两种颜色评价体系的差别及寻求光视效能LER和CQS的最佳平衡. 结果表明在评价白光LED光源时, CQS比CRI具有优越性. 当三基色峰值波长分别为464nm、 540nm和611nm, 半高宽分别为20nm、 30nm和20nm, Qa 达到80, LER最大为396lm/W, 优化后的峰值波长和半高宽的变化对CQS的影响很大, 为保证LED光源的颜色稳定性, 三基色峰值波长的漂移和半高宽的展宽应小于5nm.%The failure of the current CIE Color Rendering Index (CRI) for light sources (especially LED) has been demonstrated, and the new index CQS (Color Quality Scale) may replace it.In the condition of correlated color temperature of 3000 K, through the deployment of tri-color white LED spectral parameters to find the best balance of the LER and CQS .The results showed that with peak wavelength at 464 nm, 540 nm and 611 nm, FWHM at 20 nm, 30 nm and 20nm, we achieveK=396lm/W, Qa =80, which is the best result when Qa more than 80 and it was found that the peak wavelength and the FWHM that had optimized have a great influence on the CQS , to ensure the stability of the LED light source , the peak wavelength shifting and the FWHM broadening of the tri-color white LED should less than 5nm.【期刊名称】《照明工程学报》【年(卷),期】2016(027)001【总页数】5页(P18-22)【关键词】白光LED;光谱优化;光色品质(CQS);显色指数;光视效能;相关色温【作者】古志良;许毅钦;陈志涛【作者单位】广东省半导体产业技术研究院,广东广州 510650;广东省半导体产业技术研究院,广东广州 510650;广东省半导体产业技术研究院,广东广州 510650【正文语种】中文【中图分类】O432近年来,以大功率白光LED为代表的固态照明技术发展极其迅速。
zns:Mn纳米颗粒在电致发光器件中应用的研究
zns:Mn纳米颗粒在电致发光器件中应用的研究【摘要】将合成的ZnS:Mn纳米颗粒掺在有机大分子PVK中,共同作为发光层,制备了多层的电致发光器件。
通过比较掺杂ZnS:Mn与未掺杂的OLED 的电致发光光谱、电流密度-电压曲线、亮度-电压曲线等特性,研究了器件性能提高的机理。
【关键词】ZnS:Mn纳米颗粒;电压曲线;电致发光器件1.引言1994年,V.L.Colvin等人利用纳米材料的量子尺寸效应,首次将无机纳米微粒CdSe与聚合物PPV相结合制成双层发光器件,成功地通过控制纳米颗粒尺寸来调节器件的发光波长[1]。
随后,Kumar等利用旋涂(spin coating)的方法将CdS涂在PPV表面上,制成了ITO/PPV/CdS/Al发光二极管。
S.Y Liu小组将ZnS 纳米晶与TPB混合制备单层发光器件,发光中心由二者相互作用产生。
M.Y.Gao 等人利用纳米级的CdTe为发光层,PDDA为空穴传输层,获得颜色可调的电致发光器件。
因此,越来越多的研究者都把目光集中在了有机-无机复合电致发光器件性能方面上的研究。
2.器件制备与结构器件的制备过程为:首先用丙酮、酒精、去离子水将ITO导电玻璃清洗干净。
PEDT:PSS[poly (3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulphonate)]层通过旋涂的方法制备的,旋涂时的转速为3000r/min,然后在120℃的真空条件下烘20分钟。
PVK (聚乙烯基咔唑)和ZnS:Mn是用旋涂的方法制备的。
BCP(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉)和Al是用热蒸发制备的。
电致发光光谱是用CCD测试的,电压-电流曲线是用Keithley source meter 2410测试的。
所有测试均在大气、常温下进行。
在我合成的ZnS:Mn[3]半导体纳米颗粒中,ZnS:Mn(1%)发出600nm 桔黄色光最强,在PVK中我掺杂的是ZnS:Mn(1%)。
荧光粉配比和激发波长对高品质白光LED的影响
荧光粉配比和激发波长对高品质白光LED的影响赵见国;索博研;徐儒;王书昶;张惠国;常建华【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2024(45)1【摘要】随着人们对照明光源品质要求的不断提高,单一的指标参数已不能完全满足对LED的评价。
本文研究了荧光粉配比和激发波长对白光LED的显色指数、光谱功率分布的蓝光危害占比指数、光谱连续度和光效等参数的影响。
研究发现,合适的荧光粉种类和配比可以降低荧光粉之间的二次吸收、减少能量损失、光线衰减以及光谱的畸变,实现白光LED品质的提升。
此外,不同波长蓝光LED激发荧光粉的优势各不相同,通过组合使用,可提高白光LED的显色指数、光谱连续度,降低光谱功率分布的蓝光危害占比指数。
本文采用普通商用450 nm和460 nm的蓝光LED芯片激发优化后的荧光粉,显著提高了白光LED的品质,其显色指数、光谱功率分布的蓝光危害占比指数、光谱连续度和光效分别为97.4、26.3%、93.6%和98.75 lm/W。
本研究为高品质白光LED的制备提供了完备的参考依据,有利于推动高品质白光LED的普及。
【总页数】8页(P103-110)【作者】赵见国;索博研;徐儒;王书昶;张惠国;常建华【作者单位】南京信息工程大学电子与信息工程学院;常熟理工学院电子信息工程学院【正文语种】中文【中图分类】TN312.8【相关文献】1.新一代白光LED照明用一种适于近紫外光激发的单一白光荧光粉2.Sr3-aXaSiO5:Eu2+荧光粉的制备及系列波长白光LED器件3.荧光粉配比对大功率白光LED发光特性的影响4.白光LED用近紫外光激发的蓝绿色荧光粉Sr5(PO4)3F:Eu2+的光谱性能及助熔剂的影响5.路桥过渡段软基路基施工技术探析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
ZnCuInS-ZnSe-ZnS量子点发光光谱特性的研究
的复合发光 。
1 实验部分
[0, 1 1] ,合 成 出 三 e h a r a和 T a n 等报道的 合 成 方 法 1 根据 U / / 个 尺寸的 Z n C u I n S Z n S e Z n S 量子点 。使用 J E O LEM 2 0 1 0 F
目前 ,对温 度 依 赖 的 光 致 发 光 光 谱 的 研 究 主 要 集 中 于
2 2
光谱学与光谱分析 第 3 4卷 的P L 发光光谱随尺寸的 减 小 蓝 移 ,其 显 著 的 尺 寸 依 赖 效 应 / / 证明了 Z n C u I n S Z n S e Z n S 量子点是以 导 带 能 级 与 缺 陷 能 级 / / 之间的复合发 光 为 主 。并 通 过 Z n C u I n S Z n S e Z n S量 子 点 的 / 温度依 赖 P L 发 光 光 谱 的 测 量 ,进 一 步 证 明 了 ,Z n C u I n S / 受 主 对 复 合 发 光 并 未 占 主 导 ,是 Z n S e Z n S 量 子 点 中 ,施 主 其中多种复合机制之一 ,而是以导带能级 与 缺 陷 能 级 之 间 跃 迁为主的复合发光 。
/ / 明显 。在 Z n C u I n S Z n S e Z n S 量 子 点 中 ,一 个 空 穴 的 有 效 质 量大于一个电子的有效质量 ,因 此 ,导 带 能 的 尺 寸 依 赖 效 应 / / 明显强于 价 带 能 。 Z n C u I n S Z n S e Z n S 量 子 点 中 ,明 显 的 尺 / / 寸依赖效应证明 Z n C u I n S Z n S e Z n S量 子 点 是 以 导 带 能 级 与 缺陷能级之间的复合发光为主 。 / / 2 2 犣 狀 犆 狌 犐 狀 犛 犣 狀 犛 犲 犣 狀 犛 量子点温度依赖的发光特性 / / 直径 为 3 . 3n m的Z n C u I n S Z n S e Z n S量子点在温度为 1 5~9 0 ℃ 下的 P L 发光光谱 ,如图 4 所示 。
CdSe量子点简要综述2
CdSe量子点综述量子点(quantum dots, QDs)是一种半导体纳米晶(nanocrystals, NCs)通常由Ⅱ-Ⅱ和Ⅱ-Ⅱ族元素组成,如CdSe、CdTe、ZnSe、CuInS、InP等。
也可以由两种或两种上的半导体材料构成,如核壳结构的CdSe/ZnS、CdSe/CdZnS等,以及掺杂结构的ZnS:Mn,ZnSe:Cu等。
1.量子点结构常见的二元半导体量子点由于覆盖光谱有限且稳定性不高,易受外界环境物理化学的影响而发生质量退化,因此,常通过制备合金量子点或核壳结构量子点来改善量子点的物理化学性质错误!未找到引用源。
1.1合金量子点合金量子点即将几种不同带隙的半导体材料在纳米尺度上进行的合金化,形成合金或固溶体。
由于每种半导体材料都有其相应的能带宽,通过形成合金通过调节合金半导体组分的化学计量比来改变纳米晶的组成,从而改变量子点的能带宽及晶格常数。
此类量子点也可按照组成元素的多少分为三元合金和多元合金。
要制备均匀结构的合金,两种组成的生长速率必须相等,并且在一种成分的生长的条件下不能阻止另一种成分的生长,同时两种成分需要充分相似使得两者容易混合,否则会形成核壳结构或者两种组分独立成核。
1.2核/壳结构量子点根据各种半导体材料能带位置的不同,壳层在核/壳结构量子点中起到作用的不同,可以将核/壳量子点分为三类:TypeⅡ、TypeⅡ和TypeⅡ型结构,如图1.1所示。
图1.1 半导体异质结的能带结构TypeⅡ型结构的量子点要求壳层材料能带大于核层材料能带,电子和空穴都被限域在核材料中,从而提高量子点的荧光效率,但也有相反的情况;TypeⅡ型结构的量子点要求壳层材料的价带或导带处于核层材料的带隙中,通过光子的激发,壳层材料能带的重叠导致电子和空穴的空间分离而分别处于核层材料和壳层材料中;TypeⅡ型结构很少应用到核壳量子点结构中去。
TypeⅠ型结构是最早被研究的结构,该结构中宽能带的壳层材料所起的作用是钝化核层材料的表面缺陷,使核材料与外部环境隔离,将载流束缚在核中。
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第35卷第8期2014年8月发光学报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCEVol.35No.8Aug.,2014文章编号:1000-7032(2014)08-0992-06红、绿CdSe@ZnS量子点配比对三波段标准白光LED器件的影响陈赟汉1,张雪2,周洁2,曹进2*,张建华2,殷录乔2,朱文清1(1.上海大学材料科学与工程学院,上海200072;2.上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室,上海200072)摘要:将一步法合成的具有梯度合金结构的红光、绿光CdSe@ZnS量子点与硅胶均匀混合后,作为光转换层涂覆到蓝色InGaN LED芯片上,制备了不含荧光材料的三波段白光LED器件。
研究了峰值为650nm和550 nm的高效率红、绿量子点在硅胶中的含量及配比对白光LED色坐标以及效率的影响。
结果表明,当红、绿量子点配比为2ʒ3时,可得到发射纯正白光的QDs-LED器件,色坐标为(0.3228,0.3359)、色温为5725K,功率效率为26.61lm/W,显色指数为72.7。
光谱中红、蓝、绿三色发光峰的半高宽分别为30,25,38nm,表明器件具有很好的单色性和高色纯度。
关键词:量子点;核壳;白光LED;光转换层中图分类号:TN383+.2文献标识码:A DOI:10.3788/fgxb20143508.0992Effect ofRed,Green CdSe@ZnS QuantumDotsRatios on Standard Three-band White LED DevicesCHEN Yun-han1,ZHANG Xue2,ZHOU Jie2,CAO Jin2*,ZHANG Jian-hua2,YIN Lu-qiao2,ZHU Wen-qing1(1.School of Materials Science and Engineering,Shanghai University,Shanghai200072,China;2.Key Laborary of Advanced Display and System Applications,Ministry of Education,Shanghai University,Shanghai200072,China)*Corresponding Author,E-mail:caojin2007@163.comAbstract:Highly-fluorescent green and red CdSe/ZnS core/shell gradient alloy quantum dots (QDs)were synthesized by one-step method.The phosphine-free three-band white light LEDs were fabricated by directly incorporating QDs/epoxy composites with blue InGaN chip.The influences of the content and proportion of red(650nm)and green(550nm)QDs on the color coordinate and efficiency of white LED were researched.When the red/green QDs ratio is2ʒ3,the standard three-bandRGB QDs-WLED can be achieved with a CIE-1931color coordinates of(0.3228,0.3359),CCT of5725K,CRI of72.7,and power efficiency of26.61lm/W.FWHM of the red,blue,and green peak of the white QDs-LED is30,25,and38nm,respectively.Key words:quantum dot;core-shell;white-LED;light conversion layer收稿日期:2014-05-04;修订日期:2014-06-15基金项目:上海自然科学基金(09ZR1411900);上海市科委项目(11100703200);上海大学创新基金(sdcx2012063)资助项目第8期陈赟汉,等:红、绿CdSe@ZnS量子点配比对三波段标准白光LED器件的影响993 1引言直径在1 10nm的半导体纳米晶体常被称作“量子点”(Quantum dots,QDs)[1]。
量子点通常是由Ⅱ-Ⅵ或Ⅲ-Ⅴ族元素组成的半导体纳米颗粒。
由于存在量子限域效应[2],量子点通常表现出异于相应体相材料和其他分子材料的独特物理和化学性质。
量子点在受到一定能量的光激发后可发出荧光,波长可通过改变量子点的尺寸来进行调节,并且具有宽且连续的吸收光谱、窄而对称的发射光谱、优良的光稳定性、高发光效率等优良的光学性质[3],被普遍认为是新一代重要的发光材料。
核壳结构的CdSe@ZnS量子点是如今性能最好的量子点之一[4-6]。
根据量子点生长动力学原理,由一步法制备CdSe@ZnS量子点时,由于前驱体反应活性不同(ZnS<ZnSe<CdS<CdSe),Cd和Se的前驱体最先反应形成CdSe核,接着Cd1-x ZnxS壳层逐渐生长,由于能带宽度不同(ZnS>ZnSe>CdS>CdSe),其壳层化学成分(或能级)在径向(辐射方向)呈梯度分布,有效地减轻晶格失配,将电子和空穴限制在量子点核中,提高了发光效率,而反应活性最低的ZnS则覆盖在核表面形成壳层。
基于量子点的发光二极管器件(QD-LEDs)采用量子点替代传统荧光材料对蓝光LED芯片进行光转换,从而实现白光发射。
由于量子点的光稳定性以及高色纯度等特点,克服了采用传统荧光粉材料特别是红色荧光材料时显色指数低、化学性质不稳定、色纯度低等缺点,因此,QDs-LEDs不仅可提高显示面板背光源的色纯度、色域以及光利用率,而且还可大幅度提高照明光源的显色指数以及稳定性,从而在显示与照明领域受到很大的关注[7-10]。
Lee等[11]最早于2000年采用蓝光GaN作为光源激发混合在PLMA聚合物中的绿光、红光CdSe@ZnS量子点材料,制备出了白光QD-LED,实现了全光谱发光。
Chen等[12]于2006年采用InGaN芯片和红色、绿色CdSe@ ZnSe量子点制备了CIE色坐标为(0.33,0.33)的RGB白光QD-LED,效率为7.2lm/W。
虽然通过调节量子点比例得到了三波段标准白光,但是效率偏低。
Wang等[13]于2008年通过改进封装方法,使用InGaN芯片和红、黄、绿三色量子点材料分别制备了双波段、三波段、四波段白光QD-LEDs,效率分别为8.1,5.1,6.4lm/W,CRI显色指数分别为21.46,43.76,66.20,色温分别为12000,8190,7740K。
Jang等[14]于2008年利用InGaN芯片和TOP/TOPO/HAD包裹的红色、绿色CdSe量子点代替相应荧光材料,制备白光LED 器件最高效率达到14.0lm/W,CIE色坐标为(0.29,0.29),显色指数为90.1,色温为8864K,其性能的提高主要得益于量子点质量的提高。
Jang等[15]于2011年通过改进量子点合成工艺制备了三波段冷白光QD-LED,虽然效率达到41 lm/W,但是CIE-1931色坐标为(0.24,0.21),CCT色温为10000K。
总的来说,使用红色、绿色量子点来替代相应的荧光材料,可以明显提高白光器件的色彩表现,单色性好、高饱和度的RGB 白光作为背光源在通过滤光片时可以损耗更少的能量,高效地表现自然色彩。
然而,以往制备的三波段RGB QD-LEDs调至标准白光(0.33,0.33)处时,往往效率较低,甚至达不到基本照明商用要求(15 30lm/W);而达到要求的高效率三波段白光QD-LEDs的色坐标往往偏离标准白光区中心较远。
因此,如何利用高性能的量子点材料制备综合性能更好的白光LED器件是QD-LEDs在显示背光源和照明等领域应用的关键。
本文引入梯度合金壳结构的CdSe@ZnS量子点[16-17]缓解量子点核壳之间晶格失配引起的缺陷,利用外层壳带隙更宽的特性将载流子有效限制在核内,保证了量子点的高发光效率。
通过细致优化红、绿量子点材料在硅胶中的配比,制备了不含荧光材料的RGB三波段标准白光QD-LED器件。
在保证标准白光色坐标(0.3228,0.3359)的前提下,提高了器件效率及显色效果,并且表现出很好的三基色单色性及稳定性,在照明以及显示背光源领域具有很好的应用前景。
2实验合成量子点所需要的材料主要有氧化镉(CdO,99.99%)、醋酸锌(99.99%,粉末)、硒(99.99%,粉末)、油酸(OA,90%)、十八碳烯(ODE,90%)和三正辛基膦(TOP,90%)等,均购自西格玛公司。
丙酮、甲醇、甲苯等溶剂均为分析纯,购自国药集团。
用于封装LED的透明硅胶为道康宁OE6550AB热固化胶,购自深圳市华宏伟994发光学报第35卷科技有限公司。
量子点的合成采用文献[16-17]报道的方法。
将氧化镉、醋酸锌等前驱体按照一定的比例混合至油酸与ODE的混合溶液中,在惰性气氛下除水除氧20min,之后加热至310ħ,注入Se粉和S 粉的TOP混合溶液,得到成分均匀的量子点材料。
通过调整前驱体(CdʒZn和TOP-SeʒTOP-S)的比例,得到了波长分别为550nm和650nm的绿光和红光量子点。
量子点材料制备完成后,将红色量子点配成质量分数为5%的甲苯溶液,在5g硅胶OE6550B中分别加入200,400,600,800,1000μL的红色量子点溶液,通过匀胶机混合并超声15min,直到混合物变得透明均匀。
然后,将混合物与5g OE6550A热固化胶按照1ʒ1的比例混合均匀,将含有不同红色量子点含量的混合物分别涂在InGaN LED表面凹槽内,120ħ下加热固化45min,制备出含有不同量子点浓度的QD-LEDs器件。
在优化的红色量子点硅胶中分别加入不同量的质量分数为5%的绿色量子点(550 nm),通过加入量的细致优化,最后得到标准白光QD-LED器件。
量子点材料的光致发光光谱通过FLSP920瞬态稳态荧光光谱仪在室温下测量得到。
量子点产率通过HITACHI U-3900H紫外-可见分光光度计和FLSP920瞬态稳态荧光光谱仪测量得到。