全无机卤素钙钛矿纳米材料的制备，光学性质及应用探索

《全无机卤素钙钛矿纳米材料的制备，光学性质及应用探索》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号O649,TN29论文编号102870617-B016学科分类号080502博士学位论文全无机卤素钙钛矿纳米材料的制备，光学性质及应用探索研究生姓名李晓明学科、专业材料学研究方向光电纳米材料指导教师曾海波教授南京航空航天大学研究生院材料科学与技术学院二О一七年六月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMaterialScienceandTechnologySynthesis,opticalproperti

2、esandapplicationsofall-inorganichalideperovskitenanomaterialsAThesisinMaterialSciencebyXiaomingLiAdvisedbyProfessorHaiboZengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyJune,2017承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别

3、加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：2017年6月11日南京航空航天大学博士学位论文摘要无论在军用还是民用设备如照明，显示，通讯，传感，生物成像及探测等等，半导体荧光材料都有着广泛的应用。此外，随着生活水平的不断提高，人们对室内外

4、的照明舒适度以及显示器的色彩表现效果的追求也越来越高。然而，目前作为光源的白光LED中稀土荧光粉由于红光部分的缺失，使得光源的显色指数远远不能满足高质量显示和照明的要求。此外，传统材料的发光峰都比较宽，色彩表现力差。虽然自发光的有机发光二极管（OLED）被认为是非常理想的替代品，但是他们一直面临着成本高、良率低、大尺寸显示困难等问题，迟迟得不到大范围的推广。荧光纳米晶由于其在可见光波段任意可调的发光波长和广色域等优势，可以很好地弥补稀土荧光粉的缺点，有望成为下一代显示器的重要组成部分。然而，在如此巨大的产业链中，最关

5、键的纳米晶相关专利技术却都被欧美公司垄断。国内相关领域的产业化受到很大的限制，如目前商业化的荧光纳米晶中剧毒元素镉的环境问题以及铟的资源短缺问题也一直困扰着大家。另外，具有短波长发光的纳米晶只能通过量子限制效应获得，这很大程度上影响了材料的稳定性和可重复性，使得产品的设计受到了很大的限制。因此，相对低毒、低成本、高质量的新型纳米晶亟待开发。本文集中于一种新型无机卤素钙钛矿纳米晶的合成，并发展了一系列的合成方法以降低其成本，提高产率和材料稳定性。在此基础上，详细研究了这类纳米晶的表面化学态，受激辐射等物理化学特性，以及

6、这些性质相关的应用。主要创新研究成果如下：1）发展了基于传统热注入法的新型无机卤素钙钛矿荧光纳米晶的合成。通过卤素阴离子种类和比例的调控，成功地获得从405nm到650nm的荧光发射，且荧光量子效率高达90%以上，色域超过140%NTSC电视颜色标准。提出并证明了高激子结合能（40meV）、表面卤素自钝化、类量子阱结构的协同作用对高荧光量子效率的贡献。在此基础上，获得了-2-2基于钙钛矿纳米晶的低阈值受激辐射（22μJcm）和激光发射（11mJcm）。证明了源于双激子过程的受激辐射、较大的双激子结合能（50meV）以

7、及快于俄歇复合（大约105ps）的双激子复合过程（小于50ps）对于低阈值受激辐射的贡献。2）发明了一种室温过饱和析晶钙钛矿纳米晶合成方法。在保持其优异光学性质的前提下，大大降低了合成成本，提高了可操作性。开放的实验环境使得规模化合成更加方便，可控，实现了1L溶剂的大批量合成。研制了基于上述荧光纳米晶的LED器件，其色温可以从2500K调到11500K，且获得了接近纯白的白光（0.33,0.30）发射。在此基础上，利用近红外飞秒激光激发，研究了无机卤素钙钛矿纳米晶中的非线性多光子吸收特性，以及相应的荧光发射现象。由于

8、其高效的激光能量转换效率，通过制备纳米晶/PMMA复合薄膜，实现I全无机卤素钙钛矿纳米材料的制备，光学性质及应用探索-2了近红外光的光限辐应用，其中限辐阈值为2.8Jcm。3）发明了一种钙钛矿纳米晶荧光粉的一步合成方法。特点是将所有原料，包括氨基化的氧化硅球、溶剂、表面活性剂和反应原料等全部放入反应容器中，在开放的环境下直接加热，即可获得高荧光