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磷化铟量子点材料的制备及应用前景*

2021-04-20袁斌霞方欣怡蔡晓东王道累刘建峰

功能材料 2021年3期

袁斌霞,方欣怡,蔡晓东,王道累,朱 瑞,曹 盛,刘建峰

(1. 上海电力大学 能源与机械工程学院,上海 200090;2. 广西大学 广西有色金属及特色材料加工重点实验室,南宁 530004)

0 引 言

半导体纳米晶体(NCs),也称为胶体量子点(QDs),具有独特的尺寸依赖性,由于其在发光二极管(LEDs)、激光器、生物医学成像和传感器等领域的广泛应用而引起了人们的极大兴趣。目前,CdSe NCs作为一种主力已经得到了很好的发展。CdSe NCs具有发射量子产率高、发射线宽窄、光稳定性好等优点,但由于其固有的毒性,使其在环境中受到限制,因此在实际应用中前景不好。InP是理想的替代材料,具有类似的发射波长范围,但不具有内在毒性。先前的研究已经证明InP NCs可以很好地应用于白光LEDs以改善其显色指数(CRI)。例如,Nann等人[1]报道了一种固态白色发光二极管,其CRI值高达86,其方法是将InP/ZnS NCs和黄绿色荧光粉一起掺杂。然而,这些InP NCs的性能还存在一些关键问题。其中,它们的色纯度和发射光谱可调性远不如发展成熟的CdSe NCs,这是由于铟配体具有较强的配位强度,这些InP NCs的劣化性能来源于苛刻的反应控制。报道的典型InP NCs(50~80 nm)的发射线宽比CdSe(15~40 nm)宽,这导致了与CdSe相比,InP的颜色纯度更差。

因此,InP量子点作为最佳替代CdSe 量子点的材料之一,对其光、电性能进行系统深入研究具有重要的意义。另外,由于近年来通过金属离子掺杂改善量子点的光、电性能逐渐成为量子点研究的热点之一,而基于InP量子点的掺杂合成以及光、电学性能的研究还较少。本论文选择InP作为研究基材,综述新型InP量子点的几种不同合成方法,合成金属离子掺杂和无机宽带隙壳材料包覆InP量子点,探索掺杂和表面包覆对InP量子点的性能的影响。……

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