ZnCdSe ZnS核壳结构量子点层厚度对发光 二极管性能的影响
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］。
ZnS薄膜参数对有机-无机复合发光器件特性的影响
８ ９ ９
） 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
《核壳结构ZnO-C量子点用作有机太阳能电池电子传输层研究》
《核壳结构ZnO-C量子点用作有机太阳能电池电子传输层研究》篇一核壳结构ZnO-C量子点用作有机太阳能电池电子传输层研究核壳结构ZnO/C量子点在有机太阳能电池电子传输层的应用研究一、引言随着科技的发展，有机太阳能电池（Organic Solar Cells, OSC）因其低成本、可大面积制备等优势，逐渐成为太阳能电池领域的研究热点。
电子传输层作为有机太阳能电池的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到电池的光电转换效率及稳定性。
近年来，核壳结构的ZnO/C量子点因其独特的物理化学性质，在电子传输层的应用中展现出巨大的潜力。
本文将就核壳结构ZnO/C量子点在有机太阳能电池电子传输层的应用进行深入研究。
二、核壳结构ZnO/C量子点概述核壳结构ZnO/C量子点是一种具有特殊结构的纳米材料，其核心为氧化锌（ZnO），外壳为碳层。
这种结构使得量子点具有优异的电子传输性能、较高的光吸收系数和良好的稳定性。
此外，碳层的包裹可以有效地防止ZnO核与周围环境的直接接触，从而提高其化学稳定性。
三、核壳结构ZnO/C量子点在电子传输层的应用1. 提高电子收集效率：核壳结构ZnO/C量子点具有良好的电子传输性能，能够快速地将光生电子从给体材料传输到电极，从而提高电子的收集效率。
2. 增强光吸收：由于量子点的纳米尺度效应，核壳结构ZnO/C量子点具有较高的光吸收系数，能够增强太阳能电池对光的吸收，提高光电流。
3. 提高稳定性：碳层的包裹使得核壳结构ZnO/C量子点具有较好的化学稳定性，能够在恶劣的环境下保持其性能的稳定。
四、实验研究与结果分析本文通过溶胶-凝胶法合成核壳结构ZnO/C量子点，并将其应用于有机太阳能电池的电子传输层。
通过对比实验，发现使用核壳结构ZnO/C量子点作为电子传输层的太阳能电池具有较高的光电转换效率及稳定性。
具体实验结果如下：1. 光电转换效率：使用核壳结构ZnO/C量子点作为电子传输层的太阳能电池的光电转换效率比使用传统电子传输材料的太阳能电池提高了约10%。
单核／双壳结构CdSe／CdS／ZnS纳米晶的合成与发光性质
收稿 日期 ： ０ ５０ － ２ ０ －４０ ６；修订 日期 ： ０ ５０ －７ ２０ －８２ 基 金 项 目 ：国 家 重 点 基 础研 究 发 展计 划 （ ０ ３ Ｂ １７７） ２０ Ｃ ３ ４ ０ ；国 家 自然 科 学 基 金 （０ ０ ０４，１４ ４ ３ ６ ４ ６０ ） ９ ３ １０ ０ ３０ ０， ００ ０ ５ ；北 京 市 科 技 新 星 计划（０４ １） 助项 目 ２０Ｂ０ 资 作者简介 ： 唐爱伟（ ９ １ ， ， １８ 一） 男 山东临沂人 ， 在读硕 士研究生 ， 主要从事半导体纳米 材料的合成与发光器件 的研究 。 ｝：通 讯 联 系 人 ；Ｅｍ ｉ： ｅ ｇ ｃｎｅ． ｊ ．ｄ ．ｎ ｅ：（ １ ５ ６ ８０ — ａｌ ｆ ｎ＠ ｅｔ ｎｔ ｅ ｕ ｃ ，Ｔ ｌ ００） １８ ６５ ｌ ｒ ｕ
和 热 学等 性 质 ， 来 越成 为物 理 学 、 学 、 物学 越 化 生 和 电子 学等 领域 的研 究热 点 ¨。］ 。半 导 体纳 米 晶
Ｃ Ｓ／ ｎｅ】 ， 果均表 明选择 合适 的壳 层 ｄｅ Ｚ Ｓ＿， 等 结 坫
确 实能 够增 强纳 米颗粒 的发 光效 率 。然 而这些 研 究 体系 大多数 为 单 核 单 壳体 系 ， 文 以巯 基 乙酸 本 为稳 定 剂 ， 水溶 液 中合 成 了单 核／ 在 双壳结 构 的纳 米晶， ｘ射线 光 电子 能谱 （ Ｐ ） 透 射 电子 显 微 ＸＳ 和 镜 （ Ｅ 对 这 种 结 构 进 行 了表 征 。并 且 对 它 们 Ｔ Ｍ） 的发光 特性进 行 了研 究 ， 收 光谱 和光 致 发 光 光 吸 谱均 表 明这种 单 核／ 双壳 结 构 的纳米 晶 比单 核／ 单 壳结 构 的纳米 晶具 有 更 加优 异 的发 光 特 性 ， 其 为
高质量深红色CdZnSe基核壳结构量子点的合成及其发光器件研究
高质量深红色CdZnSe基核壳结构量子点的合成及其发光器件研究高质量深红色CdZnSe基核壳结构量子点的合成及其发光器件研究近年来，随着纳米科技的快速发展，量子点作为一种新型的纳米晶体材料，已经在光电子学领域引起了广泛的关注。
其中，CdZnSe基核壳结构量子点由于其在激光技术、发光二极管、生物探针等方面的应用潜力，备受研究者们的关注。
在这篇论文中，我们将主要探讨高质量深红色CdZnSe基核壳结构量子点的合成方法以及其在发光器件中的应用研究。
首先，我们通过热溶液法合成了高质量的CdZnSe基核壳结构量子点。
首先，通过调节前驱物的摩尔比例，我们可以调控量子点的尺寸。
然后，在高温下，通过控制反应时间和温度，使前驱物逐渐转化为CdZnSe基核壳结构量子点。
最后，通过控制表面配体的封装，使得量子点的表面光学性能得到进一步提升。
通过对合成过程中的各种参数进行优化，我们成功合成了尺寸均一、光学性能稳定且发光效率高的CdZnSe基核壳结构量子点。
接下来，我们详细研究了合成的CdZnSe基核壳结构量子点在发光器件中的应用。
首先，我们将这些量子点作为荧光粉在发光二极管中进行了应用。
通过调控量子点的尺寸和浓度，我们成功实现了白光LED的发光色温和色坐标的可调控。
此外，我们还研究了CdZnSe基核壳结构量子点在纳秒激光器中的应用。
通过将量子点溶解在适当的溶剂中，我们将其制备成高质量的溶液，然后将其注入到激光腔中。
实验结果表明，CdZnSe 基核壳结构量子点在纳秒激光器中具有较高的光学效能。
此外，我们还研究了CdZnSe基核壳结构量子点在生物探针中的应用。
通过表面修饰，我们将量子点与生物大分子相结合，形成了一种新型的生物标记物。
该生物探针不仅具有较强的荧光信号，而且在生物检测中具有很好的选择性和灵敏性。
我们在实验中以细胞为例，成功实现了对癌细胞的高效检测。
总结起来，我们成功合成了高质量深红色CdZnSe基核壳结构量子点，并研究了其在发光器件中的应用。
《2024年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、引言随着全球能源需求的增长和可再生能源的迫切需求，太阳能电池技术成为了研究的热点。
Zn-CuInS2（ZCIS）量子点因其优异的光电性能和稳定的化学性质，在太阳能电池领域具有巨大的应用潜力。
本文旨在探讨Zn-CuInS2量子点的成分调控及其在敏化太阳电池光阳极的优化方面的研究。
二、Zn-CuInS2量子点的成分调控2.1 成分调控的重要性Zn-CuInS2量子点的成分对其能带结构、光吸收性能以及电子传输性能具有重要影响。
通过调整Zn、Cu、In和S的元素比例，可以优化量子点的光学性能，从而提高太阳能电池的光电转换效率。
2.2 成分调控的方法（1）元素比例调整：通过改变前驱体溶液中各元素的摩尔比，可以制备出不同成分的Zn-CuInS2量子点。
（2）温度控制：反应温度对量子点的结晶度和成分分布具有重要影响。
通过控制反应温度，可以获得具有特定成分的量子点。
（3）添加剂的使用：添加适量的表面活性剂或配体，可以改善量子点的表面性质，进而影响其成分和光学性能。
三、敏化太阳电池光阳极的优化3.1 光阳极的作用及要求光阳极是太阳能电池的关键部分，它负责吸收太阳光并产生光生电流。
理想的光阳极应具有良好的光吸收能力、电子传输性能和化学稳定性。
3.2 Zn-CuInS2量子点的敏化作用将Zn-CuInS2量子点敏化到光阳极上，可以显著提高光阳极的光吸收能力和光电转换效率。
量子点的能级与光阳极材料匹配良好，有利于光生电子的注入和传输。
3.3 优化策略（1）量子点负载量的优化：通过调整量子点的负载量，可以在保证光吸收的同时，减少光生电子在传输过程中的损失。
（2）光阳极材料的改性：通过掺杂、表面修饰等方法，提高光阳极材料的电子传输性能和化学稳定性。
（3）界面工程的运用：优化光阳极与电解质之间的界面结构，减少界面处的电荷复合和传输阻力。
四、实验与结果分析4.1 实验方法（1）Zn-CuInS2量子点的制备：采用化学溶液法，通过调整元素比例和反应温度，制备出不同成分的Zn-CuInS2量子点。
《2024年纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》范文
《纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》篇一一、引言随着科技的发展，纳米材料因其独特的物理和化学性质在光电子器件领域中获得了广泛的应用。
纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管（LED）因其高效率、低能耗等优点，已成为当前研究的热点。
然而，电子在器件中的传输和复合过程对LED的性能具有重要影响。
电子阻挡层作为调控电子传输的关键部分，其优化对提高LED的光电性能具有重要意义。
本文旨在探讨纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线LED中电子阻挡层的优化方法及其对器件性能的影响。
二、纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线LED概述纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线LED是一种基于III族氮化物半导体材料的光电器件。
其核心结构包括AlGaN核壳纳米线，具有高电子迁移率和良好的热稳定性。
然而，在器件工作过程中，电子的传输和复合过程受到多种因素的影响，其中电子阻挡层的性能尤为关键。
三、电子阻挡层的作用及优化方法（一）电子阻挡层的作用电子阻挡层主要起到阻止电子向非辐射复合中心移动的作用，从而提高LED的光电转换效率。
此外，它还能抑制电子和空穴的泄漏，提高器件的稳定性。
（二）优化方法1. 材料选择：选择具有高电子亲和能和良好界面特性的材料作为电子阻挡层，如采用具有高能隙的氮化物材料。
2. 结构设计：通过调整电子阻挡层的厚度、掺杂浓度等参数，优化其能带结构和电学性能。
同时，采用核壳结构纳米线设计，提高电子阻挡层的空间利用率和稳定性。
3. 制备工艺：采用先进的制备工艺，如分子束外延、金属有机化学气相沉积等，确保电子阻挡层具有均匀的厚度和良好的结晶质量。
四、优化效果分析（一）提高光电转换效率通过优化电子阻挡层，可以减少非辐射复合中心的电子数量，提高辐射复合的效率，从而提高LED的光电转换效率。
（二）提高器件稳定性优化后的电子阻挡层能有效抑制电子和空穴的泄漏，降低器件的暗电流，从而提高器件的稳定性。
此外，采用核壳结构纳米线设计，使得器件具有更好的热稳定性和机械稳定性。
ZnCuInS／ZnSe／ZnS量子点发光光谱特性的研究
ｎ ｍ） 以及 ４ ９ ８ ｍｅ Ｖ（ ２ ． ３ ｎ ｍ） ，这样 大的斯托克斯 位移 证明 ，ｚ ｎ ｃｕ Ｉ ｎ Ｓ ／ ｚ ｎ Ｓ ｅ ／ ｚ ｎ ｓ量子点 的发光机制 与缺陷能
级有关 。同时 ， 对直径为 ３ ． ３ ｎ ｍ的Ｚ ｎ Ｃ ｕ ｌ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｓ ｅ ／ Ｚ ｎ Ｓ量子点 进行 了温度依赖 的光致 发光光谱 的测量 ，当
分别是 ５ １ ０ ， ６ １ １ （ ３ ． ３ ｎ ｍ） ， ４ ８ ３ ， ５ ８ ３ （ ２ ． ７ ｉ ｒ ｍ） 以及 ４ ４ ７ ，５ ４ ５ ｎ ｍ（ ２ ． ３ ｉ ｒ ｍ） 。 Ｚ ｎ Ｃ ｕ Ｉ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｓ ｅ ／ Ｚ ｎ Ｓ量子点具有显 著的尺寸依赖效 应 。Ｚ ｎ Ｃ ｕ Ｉ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ ｓ ｅ ／ Ｚ ｎ ｓ量 子点 的斯 托克斯 位 移分 别为 ３ ９ ８ ｍｅ Ｖ（ ３ ． ３ ．超硬材料国家重点实验室 ， 吉林大学物理学院 ， 吉林 长春 ３ ．空军航空大学军事仿真技术研究所 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ２
１ ３ ０ ０ １ ２
摘
要
Ｚ ｎ Ｃ ｕ ｌ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｓ ｅ ／ Ｚ ｎ Ｓ量子点是一种无毒 ， 无重金属 的“ 绿色” 半导体 纳米材料 。在研究 中，制备 了三
Ｚ ｎ Ｃ ｕ Ｉ ｎ Ｓ ／ ｚ ｎ Ｓ ｅ ／ ｚ ｎ ｓ 核壳量子点 的紫外一 可见 吸收光谱及光 致
发 光光谱。 Ｚ ｎ Ｃ ｕ ｌ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｓ ｅ ／ Ｚ ｎ Ｓ 核 壳量 子点的 甲苯溶液 ，于 １ ｃ ｍＸ
的Ｚ ｎ Ｃ ｕ ｌ ｎ Ｓ ／ Ｚ ｎ Ｓ ｅ ／ Ｚ ｎ Ｓ量子点的光致发 光光谱 ，发现 该量 子 点 随着 尺寸的减 小明显蓝移。同时 ， 在温度 为 １ ５ ￣９ ０℃时的
ZnMgO纳米粒子电子传输层暴露空气对量子点发光二极管效率的影响
ZnMgO纳米粒子电子传输层暴露空气对量子点发光二极管效率的影响摘要我们演示了空气暴露对ZnMgO纳米颗粒(NPs)光学和电学性质的影响，ZnMgO纳米颗粒通常被用作Cd基量子点发光二极管(QLEDs)的电子传输层。
我们分析了空气组分对ZnMgO NPs电性能的影响，结果表明h2O能够降低空穴泄漏，而O2由于能够捕获电子而改变电荷传输特性。
结果，量子点层中的电荷平衡得到了改善，这一点通过电压依赖性的光致发光量子效率的测量得到了证实。
最大外部量子效率提高了2倍以上，在亮度为10 4 cd/m2时达到9.5%。
此外，我们还研究了电子泄漏到空穴传输层的问题，并表明在ZnMgO层中由吸附O2引起的陷阱介导的电子传输保证了较高的泄漏阈值。
这项工作也为器件接触空气的可能缺点以及在露天制造QLEDs过程中可能发生的问题和挑战提供了见解。
简介：胶体量子点发光二极管(qled)因其优异的性能在光电子行业引起了广泛的关注，在显示和闪电技术中具有广阔的应用前景，特别是在颜色纯度、亮度和发射可调等方面。
（1,2）虽然最先进的器件在效率和稳定性这两方面的性能已经达到极好，（3,4）但一些论文还报道了器件在运行和存储过程中的异常行为，包括正老化（5）、器件测试过程中电流和亮度不稳定（6），以及空穴传输层(HTL)退化（7）。
近年来，封装也引起了人们的广泛关注，因为封装是产生有害化学成分(如水或有机酸)的潜在来源。
（8）例如，有人提出，树脂与ZnMgO电子传输层(ETL)之间的化学反应产生的水污染是影响器件寿命的关键因素。
（9-11）一些作者指出ZnMgO与Al的自发界面反应是导致老化的主要原因，（12）而另一些人则提出可能原因是ZnMgO空位的减少。
（13）最近，一种更复杂的现象如电阻开关，即电场诱导的氧空位迁移，这是ZnMgO的固有特性，被研究认为可能对运行稳定性有害。
（14）从可扩展的QLED制造的角度来看，QLED的露天制造是迫切需要的。
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。
《2024年纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》范文
《纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》篇一一、引言随着科技的进步，发光二极管（LED）作为现代照明和显示技术的重要组成部分，其性能的优化与提升显得尤为重要。
纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线因其独特的物理和化学性质，在LED 领域中展现出巨大的应用潜力。
然而，电子在纳米线中的传输和阻挡问题一直是影响其性能的关键因素。
本文将重点探讨纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化，以期提升LED的性能。
二、纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管的基本原理纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线是由铝（Al）和镓（Ga）组成的合金与氮（N）元素结合形成的一种复合材料。
这种结构具有优良的电学和光学性质，因此在LED器件中得到了广泛应用。
在LED中，电子和空穴在复合过程中释放出光子，从而实现发光。
然而，电子在传输过程中可能因能量过高而穿过原本应阻挡其的层，导致发光效率降低。
因此，优化电子阻挡层对于提高LED性能具有重要意义。
三、电子阻挡层的优化策略针对纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化，我们提出了以下策略：1. 材料选择与调整：通过调整AlGaN中的Al和Ga的比例，可以改变其能带结构和电子亲和能，从而优化电子阻挡效果。
适当增加Al的含量可以提高阻挡层的势垒高度，降低电子穿越的概率。
2. 纳米线表面处理：对纳米线表面进行适当的处理，如引入表面缺陷或涂覆一层薄的高势垒材料，可以有效地减缓电子在传输过程中的速度，增加其在阻挡层中的停留时间，从而提高发光效率。
3. 引入多层阻挡结构：采用多层阻挡结构可以进一步提高电子阻挡效果。
通过在不同层次中使用不同材料和比例的AlGaN，可以构建具有阶梯式势垒的电子阻挡层，使电子在传输过程中多次受到阻挡，降低其穿越阻挡层的概率。
4. 优化生长条件：通过优化分子束外延（MBE）或金属有机化学气相沉积（MOCVD）等生长技术的条件，如生长温度、压力和掺杂浓度等，可以改善纳米线的结晶质量和界面特性，从而提高电子阻挡层的性能。
《核壳结构ZnO-C量子点用作有机太阳能电池电子传输层研究》范文
《核壳结构ZnO-C量子点用作有机太阳能电池电子传输层研究》篇一核壳结构ZnO-C量子点用作有机太阳能电池电子传输层研究核壳结构ZnO/C量子点在有机太阳能电池电子传输层的应用研究一、引言随着全球对可再生能源的追求，有机太阳能电池（Organic Solar Cells, OSC）的研究和应用正逐渐扩大。
核壳结构纳米材料以其独特的光电性质和优越的物理化学稳定性，被广泛应用于光电领域。
本篇论文旨在研究核壳结构ZnO/C量子点作为电子传输层在有机太阳能电池中的应用，探究其电子传输性能和影响太阳能电池效率的因素。
二、核壳结构ZnO/C量子点简介核壳结构ZnO/C量子点，通常是以ZnO为核心，外层覆盖碳的复合材料。
该材料不仅拥有ZnO的高电子迁移率和优异的稳定性，而且碳层的存在也进一步提高了其光吸收能力和抗光氧化性能。
三、实验部分本实验中，我们采用不同的方法制备了核壳结构ZnO/C量子点，并将其应用于有机太阳能电池的电子传输层。
我们首先对材料进行了基本的表征，包括X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等，以确定其结构和形貌。
然后，我们将这些量子点应用于OSC的电子传输层，并对其光电性能进行了测试和分析。
四、结果与讨论1. 核壳结构ZnO/C量子点的性质通过XRD和TEM分析，我们发现成功制备了核壳结构的ZnO/C量子点，且碳层的存在使得ZnO核心得以更好地保护。
同时，我们也观察到这种结构对于光吸收能力的提高以及光氧化稳定性的增强。
2. 电子传输性能在将核壳结构ZnO/C量子点应用于有机太阳能电池的电子传输层后，我们发现其电子传输性能得到了显著提高。
这主要归因于其高电子迁移率和良好的稳定性。
此外，碳层的存在也使得该材料在光氧化条件下具有更好的稳定性。
3. 对太阳能电池效率的影响通过对比实验，我们发现使用核壳结构ZnO/C量子点作为电子传输层的有机太阳能电池的效率得到了显著提高。
这主要归因于其优秀的电子传输性能和光吸收能力。
《纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》范文
《纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化》篇一一、引言随着科技的进步，发光二极管（LED）的制造与应用领域正在迅速扩大。
特别是在现代光电显示、照明技术及通信领域，AlGaN基LED扮演着不可或缺的角色。
然而，传统的LED结构在电子传输和光子输出方面存在诸多问题，如电子泄露和光子逃逸等。
为了解决这些问题，研究者们开始探索采用核壳结构纳米线的设计来改善LED的性能。
而其中的关键之一就是电子阻挡层的优化，本篇论文就纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线发光二极管中电子阻挡层的优化展开讨论。
二、纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线的基本原理纤锌矿AlGaN核壳结构纳米线由高电子迁移率的AlGaN材料构成，其核心结构是通过外延生长法（如金属有机物化学气相沉积法）获得。
其中，电子阻挡层起着防止电子逃逸至活性区域外的关键作用。
其基本原理是利用材料间的能级差异，通过能带工程来控制电子的传输和阻挡。
三、电子阻挡层优化的重要性在LED中，电子和空穴的复合是产生光子的关键过程。
然而，如果没有有效的电子阻挡层，部分电子可能会逃逸至非辐射复合区域，导致光效降低。
因此，优化电子阻挡层是提高LED性能的关键手段之一。
通过对阻挡层的厚度、组分和界面结构的调整，可以优化其电子阻挡能力和透光性，从而提高LED的光效和寿命。
四、电子阻挡层优化的方法（一）厚度优化通过调整电子阻挡层的厚度，可以控制其能带结构和电子的传输特性。
较厚的阻挡层可以提供更强的电子阻挡能力，但也可能导致透光性降低。
因此，需要在保证电子阻挡效果的同时，尽可能地保持高的透光性。
（二）组分优化通过改变AlGaN中Al的含量（即Al组分），可以调整材料的能带结构和电子亲和能。
适当的Al组分可以提高电子阻挡层的能级势垒，从而增强其阻挡能力。
（三）界面结构优化界面结构的优化主要包括改善活性层与电子阻挡层之间的界面质量和降低界面缺陷密度。
这可以通过在生长过程中采用高质量的外延技术和适当的退火处理来实现。
氧化锌量子点结构、缺陷和发光性能(精)
氧化锌量子点结构、缺陷和发光性能氧化锌(ZnO)是一种具有六方纤锌矿结构的II-VI族宽带隙半导体材料,室温下带隙宽度达3.3 eV。
它具有良好的物理特性,易于与多种半导体材料实现集成化,[0]是一种广泛应用的光电材料。
本文总结了ZnO量子点的基本特性以及微观结构,回顾了目前国际上通用的ZnO制备方法、结构缺陷分析与控制的研究现状。
随后围绕ZnO量子点的可控制备及对ZnO量子点表面缺陷的调控两大方面展开了研究,探讨了液相法技术控制ZnO量子点粒径的因素与途径,利用发光光谱研究了表面处理对ZnO量子点缺陷的修饰与控制以及金属或稀土离子掺杂对发光波长的影响。
研究结果如下:1.具有可控粒径ZnO量子点的合成及其生长动力学的研究:量子点粒径的控制合成是研究其各种性质的前提,在光电器件的应用中起着重要的作用。
本文系统地讨论了反应温度、前驱物浓度及溶液的pH值对ZnO量子点生长过程、粒径及荧光强度的影响。
结果表明:当pH在9左右,前驱物浓度为0.02 M时,调节反应温度可以使ZnO量子点直径在3 nm-6 nm之间变化。
我们对不同温度下ZnO量子点形成过程中的形核,长大和老化阶段进行了讨论,发现晶核的形成和长大阶段为快速过程,并且随着温度的升高其生长速率加快,后期的老化过程较慢,采用Lifshitz-Slyozov-Wagner (LSW)模型解释了这一过程。
[0]不同生长温度量子点的光致发光光谱测试结果表明,紫外区域发射是由激子复合造成的,可见区域的发光来源于导带底到氧填隙缺陷能级的跃迁。
2.可见区域不同波段缺陷的可控研究:目前对ZnO缺陷发射来源一直存在争议,本文通过对所获得的ZnO量子点的表面进行了处理,以研究量子点表面缺陷的[0]组成以及对荧光强度产生的影响。
首先在氧化锌表面包覆了CuO壳层,其紫外波段荧光强度有所提高,当CuO与ZnO的摩尔比为l: 2时荧光强度达到最大值。
这是由于随着水解的氧化铜增多,界面上的悬键和缺陷大量减少或消失,当摩尔比为l: 2时,对表面态的修复达到最优状态。
电子传输层厚度及阻塞层对量子点发光二极管性能的影响
电子传输层厚度及阻塞层对量子点发光二极管性能的影响马航;李邓化;陈雯柏;叶继兴【摘要】针对量子点发光二极管(QLED)中载流子注入不平衡的问题，对空穴和电子在量子点层的注入速率进行了研究。
制备了不同电子传输层厚度、结构为 ITO／PEDOT∶ PSS／ Poly-TPD／ QDs／ Alq3／ Al 的 QLED 样品。
Alq3厚度由25 nm 逐步递增至45 nm 时，器件的开启电压升高，器件均发出量子点的红光。
当Alq3厚度为30 nm 时，器件的电流效率最高。
此时，空穴和电子在量子点层的注入速率达到相对平衡。
为进一步研究器件的发光特性，在 QDs 和 Alq3接触界面嵌入电子阻塞层 TPD。
研究发现，当 TPD 的厚度为1 nm 时，器件发出红光；当 TPD 厚度为3 nm 和5 nm 时，器件开始出现绿光。
实验结果表明，在选取电子阻塞层时，应选择 LUMO较低的材料且阻塞层的厚度必须很薄。
%In view of carrier injection unbalance problem of the quantum dot light emitting diode (QLED), the injection rate of holes and electrons in the quantum dots (QDs) layer was studied. QLED with structure of ITO/ PEDOT∶ PSS / Poly-TPD/ QDs/ Alq3 was fabricated. The experiment re-sults show that all the devices exhibit red light and the turn-on voltage rises as the Alq3 thickness in-creases from 25 nm to 45 nm. When the Alq3 thickness is 30 nm, the current efficiency of the de-vice is high and the injection rate of holes and electrons in the QDs layer reaches a relative balance. Then, the luminescence properties of the devices were further studied through imbedding an electron blocking layer TPD into the QDs/ Alq3 interface. When the TPD thickness is 1 nm, the device still exhibits red light, and green light begins to appear when the TPD thickness is 3 nm and 5 nm.The experiment results show that a thinner thickness and lower LUMO should be chosen for the electron blocking layer.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】6页(P85-90)【关键词】量子点发光二极管;厚度;能级;电流密度;亮度;电流效率【作者】马航;李邓化;陈雯柏;叶继兴【作者单位】北京交通大学电子信息工程学院，北京 100044;北京交通大学电子信息工程学院，北京 100044; 北京信息科技大学自动化学院，北京 100101;北京信息科技大学自动化学院，北京 100101;北京信息科技大学自动化学院，北京100101【正文语种】中文【中图分类】TN383+.1量子点发光二极管(QLED)相对于传统的有机发光二极管(OLED)来说，具有发光光谱窄、色纯度高、量子效率好以及发光波长可通过改变量子点的尺寸和合成来调节等优点，因此最有潜力应用于下一代显示器件上[1-4]。
基于ZnCdSe-ZnS核壳结构量子点的表面配体及壳层厚度调控构筑发光二极管
基于ZnCdSe-ZnS核壳结构量子点的表面配体及壳层厚度调控构筑发光二极管近年来，发光二极管（Light-Emitting Diode，LED）作为一种新型的照明和显示器件，已经受到了广泛的研究和应用。
LED的性能主要依赖于发光材料的性质，其中量子点（Quantum Dots，QDs）表现出了独特的光电特性，因此成为了发展LED技术的热点之一。
其中，ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点由于其较强的荧光量子效率和窄的发光带宽而备受关注。
表面配体以及壳层厚度对ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点的光电性能有着极其重要的影响。
表面配体是指附着在量子点表面的有机小分子或聚合物，其主要作用是稳定量子点的分散状态，抑制量子点之间的聚集，并调节量子点的光电性能。
在制备ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点时，通常使用硫化合物作为表面配体，例如巯基丙酸（Mercaptoacetic Acid，MAA）或巯基乙醇（Mercaptoethanol，ME）。
这些表面配体通过硫原子与ZnCdSe核和ZnS壳层形成强的配位作用，有效地封闭了量子点的表面，增强了量子点的稳定性。
此外，壳层厚度对ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点的光电性能也具有重要影响。
壳层可以有效地阻止光生载流子在核壳结构之间的非辐射转移，并提高量子点的荧光量子效率。
壳层的厚度可以通过调节反应的时间和条件来控制。
在制备过程中，将ZnCdSe量子点溶胶与Zn（适量）和S（过量）的前驱体相混合，然后加热反应。
反应时间越长，形成的ZnS壳层越厚。
这里，我们采用了飞秒激光烧蚀法（Femtosecond Laser Ablation，FLA）制备ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点，并通过改变表面配体以及壳层厚度来调控量子点的光电性能。
首先，将ZnCdSe核量子点以及配体MAA悬浊液进行超声处理，使其均匀分散。
随后，将MAA悬浊液与含有Zn和S前驱体的溶液混合，并加热反应。
厚壳层红绿量子点及其在显示背光源上的应用研究
厚壳层红绿量子点及其在显示背光源上的应用研究凭借其优越的光学性能,半导体量子点在显示及照明上有着广阔的应用前景。
本论文主要围绕几种核/壳结构量子点的光学特性研究展开,主要研究了壳层厚度对量子点光学性质的影响及其光稳定性机制,分析了厚壳层量子点在显示背光源上应用的可行性。
主要研究内容如下:首先,我们采用快速壳层生长法制备了壳层厚度分别为3、6、10和14个CdS单层的CdSe/CdS核/壳结构量子点,并结合光照实验中荧光强度和荧光寿命的变化分析了光稳定性机制。
实验结果表明较厚壳层能够有效地阻止与表面陷阱态（或表面态）相关的激子复合过程,提高CdSe/CdS核/壳结构量子点的光稳定性。
其次,我们制备了具有窄荧光线宽（<sup>2</sup>1nm）的CdZnSeS合金裸核和壳层厚度分别为3、11和17个ZnS单层的CdZnSeS/ZnS合金核/壳结构量子点,并运用光谱-电化学实验和紫外光照实验对其光稳定性进行了研究。
光谱-电化学研究结果表明,量子点的激子发光中心主要受到表面电子缺陷态（或表面态）的影响,而随着壳层的增加,激子发光中心与表面缺陷态之间的相互作用明显变弱。
紫外光照光谱研究表明,随着壳层的增加,样品的光稳定性得到明显提高,但当壳层厚度进一步增加至17层时,光稳定性明显下降。
我们认为该样品光稳定性的下降主要是由光照过程中应力的进一步释放所致,这一判断也通过样品的高分辨透射电镜和X-射线衍射谱测试结果予以证明。
进而,通过将具有高稳定性的CdSe/CdS量子点和绿光合金量子点与蓝光LED 结合,初步探索了量子点在显示背光源上应用的可行性,白光背光源经过滤色片后色域达到<sup>9</sup>8%NTSC。
进一步,我们计算了封装白光背光源所需的红、绿量子点的质量配比,为制备红、绿量子点薄膜及白光LED提供理论指导。
在该理论的指导下,制备了基于厚壳层的CdSe/CdS和CdZnSeS/ZnS量子点薄膜的白光背景光源器件,其色域达到了<sup>1</sup>30%NTSC,并对其相关的色度学和光度学参数进行讨论。
基于ZnMgO电子传输层调控构筑高性能蓝色ZnCdSe基量子点发光二极管
基于ZnMgO电子传输层调控构筑高性能蓝色ZnCdSe基量子点发光二极管基于ZnMgO电子传输层调控构筑高性能蓝色ZnCdSe基量子点发光二极管量子点发光二极管（QLED）作为新一代的显示和照明技术，具有色彩饱和度高、发光效率高、能耗低等优势，已成为研究热点。
然而，目前蓝色发光量子点的稳定性和性能仍面临挑战。
本文研究了基于ZnMgO电子传输层调控构筑高性能蓝色ZnCdSe基量子点发光二极管的方法及结果。
首先，我们制备了ZnMgO薄膜作为电子传输层。
通过优化溶液的浓度和热退火温度，我们获得了具有较高透明度和致密性的ZnMgO薄膜。
该薄膜具有较高的载流子迁移率和电子注入效率，能够有效提升器件的发光性能。
其次，我们合成了蓝色发光的ZnCdSe量子点材料。
通过调控反应条件和材料比例，我们得到了发射波长在450-470nm范围内的蓝色发光量子点。
这些量子点具有较窄的发光谱和较高的荧光量子产率，可以有效抵御光电化学降解和电子-空穴的复合效应。
接着，我们将ZnCdSe量子点材料应用于QLED器件中。
我们将量子点溶液均匀涂布于ZnMgO电子传输层上，并利用热退火方法进一步提高量子点的结晶度和界面的质量。
通过优化量子点层的厚度和溶液浓度，我们得到了具有高亮度、窄发射谱和较高荧光量子产率的蓝色ZnCdSe量子点发光二极管。
最后，我们对优化后的器件进行了性能测试。
实验结果显示，优化后的器件在蓝色发光强度、发光波长和发光效率方面均有明显改善。
尤其是在高亮度下，器件仍然能够保持较高的发光效率和色彩饱和度，具有良好的稳定性。
综上所述，通过基于ZnMgO电子传输层调控构筑高性能蓝色ZnCdSe基量子点发光二极管的方法，我们成功地提升了蓝色发光量子点的稳定性和性能。
这项研究为发展高性能量子点发光二极管提供了新的思路和方法，并有望在显示和照明领域得到广泛应用综合以上研究结果，我们成功地合成了具有窄发光谱和高荧光量子产率的蓝色发光ZnCdSe量子点材料，并将其应用于高性能的蓝色ZnCdSe量子点发光二极管中。
电子传输层厚度及阻塞层对量子点发光二极管性能的影响
中图 分 类 号 ：Ｔ Ｎ ３ ８ ３ ． １
Ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｔｈｉ ｃ ｋ ｎｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ Ｔｒ ａ ｎｓ ｐ ｏ ｒ ｔ Ｌａ ｙ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｂｌ ｏ ｃ ｋ Ｌａ ｙ ｅ ｒ
ｏ ｎ Ｔ ｈ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｑｕ ａ ｎ ｔ ｕ ｍ Ｄｏ ｔ Ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ Ｅ ｍｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｄｉ ｏ ｄ ｅ ｓ
Ｍ Ａ Ｈａ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｄｅ ｎ ｇ ． ｈ ｕａ ＇ 。
，
ＣＨＥＮ Ｗｅ ｎ— ｂａ ｉ ，ＹＥ Ｊ ｉ － ｘ ｉ ｎ ｇ
ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ａ ｌ ｌ ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ｅ ｘ ｈｉ ｂｉ ｔ ｒ ｅ ｄ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ － ｏ ｎ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｉｓ ｒ ｅ ｓ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ Ａｌ ｑ３ ｔ ｈ ｉ ｃ ｋ ｎ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ —
（ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ＆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｂ ｅ ｌ ｉ ｔ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ４ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
摘 要 ：针对量子点发光二极管 （ Ｑ Ｌ Ｅ Ｄ） 中载流 子注入不平衡 的问题 ， 对空穴 和电子在量子 点层 的注入速 率进
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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。
实验结果表明，随着旋涂速率的降低，器件的电流密度和亮度逐渐下降，启亮电压升高，而EQE随着量子点层厚度的增加呈现出上升的趋势。
其中在3000 rpm条件下有最低的启动电压2.2 V，在2000 rpm条件下有最大的EQE 14%。
关键词量子点发光二极管，壳层厚度Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言近年来，半导体量子点由于其荧光量子产率高、光化学稳定性强、吸收光谱宽、单色性佳、发射光谱连续可调以及可溶液操作等特点引起了研究人员的广泛关注，特别是最近几年平板显示器行业研究的热点[1] [2]。
由于QD-LED相比于OLED具有更低的功耗、更长的寿命和更低廉的制备成本，量子点发光二极管最有希望成为下一代平板显示[3] [4]。
目前，研究者们已通过多种手段提高器件的性能，如提高量子点的荧光量子产率、优化器件结构、优化电荷传输材料、提高载流子的平衡等。
量子点发光二极管由电子传输层、量子点发光层和空穴传输层三层构成，其中电子传输层连接阴极，空穴传输层连接阳极。
量子点的特性(如荧光量子产率、晶体结构、表面配体、粒径等)对量子点发光二极管的性能有着至关重要的影响。
特别是在旋涂量子点时，量子点成膜厚度会影响器件的电子注入效率，从而影响器件的性能[5] [6] [7]。
对于多层结构的QLED器件，量子点层的厚度对器件的亮度及外量子效率均有很大的影响。
因此，本论文以ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点为发光层，以ZnO纳米晶为电子传输层，通过改变旋涂转速来控制发光量子点的厚度，量子点的厚度改变直接影响了二极管的发光性能，随着旋涂速率的降低，量子点层厚度的增加，载流子尤其是空穴注入量子点层更加困难，器件的电流密度和亮度逐渐下降，启亮电压升高，而EQE随着量子点层厚度的增加呈现出上升的趋势，从而发现在2000 rpm的条件下有最大的EQE 14%。
2. 实验ITO玻璃基底先后分别使用洗涤剂、超纯水、丙酮和异丙醇各超声清洗15 min，将清洗后的ITO基底用氮气吹干后放入紫外-臭氧处理仪中处理15 min。
将空穴注入材料Poly (ethylenedioxythio-phene):polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS)的水溶液滴加在ITO基底上，以5500 rpm的转速旋转20 s，并在140℃条件下空气中退火15 min。
退火结束后，快速地将旋涂有PEDOT:PSS的ITO基底转移至手套箱中。
将空穴传输材料poly (9,9-dioctylfluorene-co-N-(4-(3-methylpropyl))diphenylamine) (TFB)的氯苯溶液(浓度8 mg/mL)以3000 rpm的条件旋涂在附着有PEDOT:PSS的ITO基底上，150℃条件下退火30 min。
将ZnCdSe/ZnS核壳结构量子点溶于甲苯溶剂中，配成浓度为18 mg/mL的溶液，分别以2000 rpm、2500 rpm 和3000 rpm的转速旋涂量子点发光层。
将旋涂完量子点的样品以2000 rpm的转速旋涂电子注入层ZnO (浓度为20~60 mg/mL的乙醇溶液)，然后在60℃的条件下退火处理30 min。
以纯度为99.99%的Al颗粒巩合春 等为阴极材料，将样品转移至真空镀膜仪中，以热蒸发的方式蒸镀Al 电极，厚度约为100 nm 。
以紫外封装胶(环氧树脂)和盖玻片对QLED 器件进行封装，器件制备完成。
实验中使用的ZnCdSe/ZnS 核壳结构量子点和ZnO 纳米晶由河南大学申怀彬课题组提供[6]。
透射电子显微镜(TEM)图像是由日本精工JEOL JEM-2100型的电镜所测量，加速电压为200 kV 。
QLED 器件的电流密度-亮度-电压特性是由吉时利数字源表(Keithley 2400 Source Meter)测量。
QLED 的亮度使用Minolta CS-100 Chroma Meter 进行校正并根据发光功率得出。
电致发光光谱使用的是美国海洋光学公司的USB 系列微型光纤光谱仪(Ocean Optics spectrometer, USB2000)和Keithley 2400 Source Meter 测量。
3. 结果与讨论我们对ZnCdSe 核和ZnCdSe/ZnS 核壳结构分别进行了透射电镜(TEM)表征，ZnCdSe 核的粒径5 nm 左右，其TEM 图像如图1所示。
ZnS 的壳层结构厚度约为2纳米，ZnCdSe/ZnS 核壳结构量子点的粒径约为10 nm ，ZnCdSe 核及ZnCdSe/ZnS 核壳结构量子点粒径基本一致，均具有非常良好的分散性，基本没有发现团聚现象。
Figure 1. (a) TEM images of ZnCdSe QDs; (b) TEM images of ZnCdSe/ZnS core/shell QDs图1. (a) ZnCdSe 核；(b) ZnCdSe/ZnS 核壳结构量子点的TEM本实验采用全溶液法构筑QLED 器件，以ITO 为阳极，PEDOT: PSS 和TFB 分别为空穴注入材料和空穴传输材料，ZnCdSe/ZnS 核壳结构量子点为发光层，ZnO 纳米晶为电子注入材料，Al 为阴极，器件结构示意图如图2(a)所示。
Figure 2. (a) Schematic illustration of all-solution-processed green QD-LED with a multilayered structure; (b) Energy-level comparison of materials in multilayered structure图2. (a) QLED 器件的结构示意图；(b) QLED 器件的能级结构示意图巩合春 等图2(b)为QLED 器件的能级结构示意图，由图中可以看出TFB 不仅可以起到辅助空穴注入量子点发光层的作用，还可以有效地阻碍电子向阳极运动。
同样的，ZnO 纳米晶不仅可以辅助电子注入量子点发光层，还可以有效地阻碍空穴向阴极运动而形成漏电流，因此，在TFB 和ZnO 纳米晶的共同作用下，可以将电子和空穴限制在量子点发光层，促进其复合发光。
另外，我们可以看到ITO 的费米能级与量子点的价带顶之间存在较大的能量差，因此空穴由阳极ITO 注入量子点发光层需要克服较大的势垒，而相对来说，电子由阴极注入量子点发光层几乎不需要克服任何势垒。
众所周知，不同的旋图速率会造成量子点发光层的厚度不同，本文中制备的样品分别为2000 rpm 、2500 rpm 和3000 rpm 的条件下旋涂量子点发光层，其他条件一致。
图3(a)是由 ZnCdSe/ZnS 核壳结构量子点所构筑QLED 器件的电流密度-亮度-电压关系图。
由图3(a)可知，基于ZnCdSe/ZnS 核壳结构量子点的2000 rpm-QLED 器件的启亮电压最高并且漏电流最高、亮度最低。
这可能是因为随着旋图速率的升高，成膜性越来越好，薄膜的粗糙度逐渐降低，且量子点之间的间距变小，所以在器件启亮之前其漏电流更小。
在器件的工作电压大于3 V 时，QLED 器件的电流密度和亮度大幅提高，3000 rpm-QLED 远高于2000 rpm-QLED 器件的电流密度与亮度。