纳米量子点材料在LED中的研究进展.pdf

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1、·２８·材料导报Ａ：综述篇２０１１年３月（上）第２５卷第３期纳米量子点材料在ＬＥＤ中的研究进展＊赵寅生１，向卫东１，钟家松１，蔡文１，杨海龙１，王京１，董永军２（１同济大学材料科学与工程学院，上海２０００９２；２中科院上海光学精密机械研究所，上海２０１８００）摘要概括了量子点材料的发光机理，重点分析并总结了红、蓝、绿、白色量子点材料的研究现状，指出了目前量子点材料存在的问题以及未来的研究方向，为继续深入研究纳米量子点材料提供参考。关键词量子点发光二极管光电子性质纳米技术ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｔｕ

2、ｄｙｏｎＱｕａｎｔｕｍＤｏｔＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ１，ＸＩＡＮＧＷｅｉｄｏｎｇ１，ＺＨＯＮＧＪｉａｓｏｎｇ１，ＣＡＩＷｅｎ１，ＺＨＡＯＹｉｎｓｈｅｎｇ１，ＷＡＮＧＪｉｎｇ１，ＤＯＮＧＹｏｎｇｊｕｎ２ＹＡＮＧＨａｉｌｏｎｇ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２；２ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳ

3、ｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１８００）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｎｅｗｌｙｓｔｕｄｙａｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｔｈｅｓｉｓｏｆｔｈｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓａｒｅｓｔａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＱＤ－ＬＥＤｄｅｆｉｎｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｌｏｒａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｑｕａｎｔｕｍｄｏｔ，ＬＥＤ，ｏｐｔｉｃａｌ－ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｎａｎｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅ现在

4、发射峰窄、吸收峰宽［５］。由于量子尺寸效应导致其能隙０引言增大，量子点材料的吸收光谱易发生蓝移。同时，电子－空穴近几年，随着全球能源危机以及人们节能环保意识的逐对的运动受限，使得电子－空穴对之间的波函数重叠增大，导步增强，大量节能环保材料走进了我们的生活。发光二极管致激子吸收增强［６］。（ＬＥＤ）因耗能低、产热少、寿命长等优点正逐步取代传统的（２）量子点荧光材料非常稳定，可以经受反复多次的激照明材料，成为新一代的照明光源。目前，荧光粉发光材料发，具有较高的发光效率［３］。由于量子限域效应，量子点

5、激已经被广泛地应用到ＬＥＤ照明和显示技术中［１］，但是荧光发波长的范围很宽，可以被波长短于发射光的光波激发，并粉的光衰大、颗粒均匀度差、使用寿命短，仍然不是最好的且极易产生非线性现象［７］。ＬＥＤ发光材料。有机发光二极管（ＯＬＥＤ）也是目前新一代（３）量子点荧光材料的发光性质可以通过改变量子点的ＬＥＤ的研究热点，但其在高温环境下高分子涂层易老化，使尺寸来加以调控。通过改变量子点荧光材料的尺寸和化学用寿命也受到一定影响［２］。量子点比荧光粉的发光效率更组成可以使其荧光发射波长覆盖整个可见光区［８］

6、。高、使用寿命更长、颜色的纯度更好，成为目前新型ＬＥＤ发［３］２量子点发光材料光材料的研究热点。量子点材料是通过镀膜法将纳米量子点均匀地涂覆在电子传导层和空穴传导层之间，通过改变量子点的种类很多，如ＺｎＳｅ［９］、ＣｄＳ［１０］、ＣｄＳｅ［１１］等，不同量子点的种类和尺寸来控制材料发射光谱的范围。本文通元素组成的量子点材料的发光范围不同。量子点的合成方过介绍量子点材料的发光机理以及材料类型，展示了量子点法主要有水热法、热胶体法以及热注入法等。量子点材料按技术在ＬＥＤ领域的发展空间。照其荧光吸收范

7、围可划分为红光量子点［１２］、蓝光量子点［１３］、绿光量子点［１４］。同时，已经有研究表明，三原色量子点材料１量子点的概念及光学性能［１５］经过复合可用于制备白光ＬＥＤ。量子点材料是一种尺寸为１～２０ｎｍ的半导体团簇，又称２．１红光量子点材料为半导体纳米晶体。目前研究的量子点材料大部分由Ⅱ－Ⅵ红光量子点材料主要指荧光吸收范围在５５０～６００ｎｍ的族或Ⅲ－Ⅴ族元素组成［４］。量子点的应用主要是基于其特殊纳米量子点材料。目前实验发现ＣｄＳｅ或者ＣｄＳｅ／ＺｎＳ的核的光学性质，量子点的结构特性和荧光机

8、理使其荧光性能较壳结构在荧光激发下均可在红光发光区产生吸收峰。Ｂ．Ｏ．好。［１６］通过硒粉和三辛基膦（ＴＯＰ）的混合，制备出Ｄａｂｂｏｕｓｉ等（１）量子点纳米颗粒具有良好的线性光学性质，主要体Ｓｅ的前驱体溶液，在３４０～３６０℃的条件下将Ｓｅ的前驱体溶＊温州科技计划项目（Ｇ２００９００８２）；上海基础研究重点项目（０９ＪＣ１４１４９００）；上海技术专项（０９ＤＺ１１４２００２，１０ＤＺ１１４０４００）赵寅生：男，１９８７年生，硕士研究生，主要从事ＬＥＤ发光材料研究向卫东：通讯作者，男，教授，博士