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基于稀土配合物NdQ及PbS量子点的近红外电致发光器件的研究

作　者: 陈义鹏
导　师: 李岚; 张晓松
学　校: 天津理工大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 电致发光器件 近红外光 8-羟基喹啉钕 PbS量子点
分类号: TN383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
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内容摘要


近红外波段(800-1600nm)在光纤通信,生物和传感器等方面有重要的应用,将电致发光器件的发光波长扩展到近红外波段具有重要的意义。稀土离子配合物能够获得窄的发射峰,在近红外波段可以实现高的发光效率。窄带隙半导体量子点材料也因其量子尺寸调节,性能稳定,可溶液处理等特性吸引了很多研究人员的关注。本论文主要研究基于稀土配合物NdQ和PbS量子点的近红外电致发光器件。(1)采用NdCl3的水溶液与8-羟基喹啉的甲醇溶液在室温下反应合成了稀土配合物NdQ,分析了其光学性质和机制。将NdQ与聚合物PVP混合制备了稀土杂化材料,由于使NdQ分子结构更加刚性化,配体吸收能量可以高效地传递给Nd3+,因此增强了Nd3+的荧光发射强度。(2)制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK/NdQ/Al的近红外OLED,结果显示在905、1064、1340nm处均观察到荧光发射,分别对应于Nd3+的F3/2→4I9/2,4F3/2→4I11/2, F3/2→4I13/2能级跃迁。讨论了两种功能层对器件Ⅰ-Ⅴ曲线和EL光谱的影响,PEDOT:PSS高的导电性降低了器件的串联电阻,增大了器件的工作电流；PVK与PEDOT:PSS共同降低了空穴的注入势垒,实现了NdQ发光层区域的载流子的注入平衡并改善了器件的发射强度。此外,PVK有效降低了ITO电极表面粗糙度,也是提高器件性能的原因之一。(3)制备了结构为ITO/PVK:NPB/NdQ/Al的双发光层白光有机电致发光器件,通过PVK:NPB层的蓝光与NdQ层的橙色光混合实现了很好的白光发射。(4)PbS纳米晶是一种重要半导体材料,在太阳能电池和光探测器等领域的应用备受关注。我们以不同粒径的PbS量子点薄膜作为波长转换膜,形成了简单结构的PbSQDs/Glass/ITO/PVK:NPB/Al的近红外电致发光器件,正向电场下获得900-1600nm范围可调节峰值的近红外光发射。当以单独的PbS量子点作为有源层时,在可见光区获得了发射波长随电压变化的器件,借助合成量子点中间产物的PL谱分析认为器件在可见区域发射来自pb2+能级跃迁。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-23
  1.1 OLED简介  9-13
    1.1.1 OLED发展  9-11
    1.1.2 OLED常见结构  11-12
    1.1.3 OLED发光过程  12-13
  1.2 基于稀土有机配合物的近红外OLED的研究进展  13-16
    1.2.1 稀土近红外OLED介绍  13-14
    1.2.2 基于稀土配合物的近红外OLED研究进展  14-16
  1.3 量子点LED  16-20
    1.3.1 量子点简介  16-17
    1.3.2 量子点LED结构分类  17-20
  1.4 基于无机量子点的近红外LED的研究进展  20-21
  1.5 本文的主要研究内容  21-23
第二章 稀土配合物8羟基喹啉钕(NdQ)的合成及发光性能研究  23-33
  2.1 Neodymium tris-(8-hydroxyquinoline)(NdQ)的合成与表征  23-27
    2.1.1 NdQ的合成  23-24
    2.1.2 NdQ的表征  24-27
  2.2 NdQ的光致发光研究  27-29
  2.3 稀土配合物的发光原理  29
  2.4 NdQ杂化材料的研究  29-32
    2.4.1 实验  30
    2.4.2 结果与讨论  30-32
  2.5 本章总结  32-33
第三章 基于NdQ电致发光器件的结构设计,制备与性能  33-48
  3.1 实验仪器及材料介绍  33-35
    3.1.1 实验仪器  33-34
    3.1.2 实验材料  34-35
  3.2 PVK空穴传输层厚度对近红外器件性能的影响  35-40
    3.2.1 引言  35-36
    3.2.2 实验  36
    3.2.3 结果与讨论  36-40
  3.3 PEDOT：PSS和PVK功能层对NdQ近红外发光二极管性能的影响  40-44
    3.3.1 引言  40
    3.3.2 实验  40-41
    3.3.3 结果与讨论  41-44
  3.4 具有双发光层结构的白光OLED的研究  44-46
    3.4.1 引言  44
    3.4.2 实验  44
    3.4.3 结果与讨论  44-46
  3.5 本章总结  46-48
第四章 PbS量子点在LED器件中的应用  48-58
  4.1 利用PbS量子点波长转换膜实现近红外电致发光  48-53
    4.1.1 引言  48-49
    4.1.2 实验  49-50
    4.1.3 结果与讨论  50-53
  4.2 基于PbS量子点LED的制备及特性表征  53-57
    4.2.1 引言  53-54
    4.2.2 实验  54
    4.2.3 结果与讨论  54-57
  4.3 本章总结  57-58
第五章 总结与展望  58-60
  5.1 全文总结  58-59
  5.2 工作展望  59-60
参考文献  60-66
发表论文和科研情况说明  66-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 发光器件 > 场致发光器件、电致发光器件
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