1 景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院, 景德镇 333001
2 国家日用及建筑陶瓷工程中心, 景德镇 333001
3 东华大学 材料科学与工程学院, 功能材料研究所, 上海 201620
Cu-In-Zn-S(CIZS)量子点具有毒性低、发射谱覆盖范围广、Stokes位移大等特点, 在照明领域具有广阔的应用前景。通过离子液体辅助微波法水相合成CIZS量子点, 系统研究了反应时间、配体添加量和前驱体溶液pH对样品的物相组成、显微形貌以及荧光性能的影响。结果表明, 与未添加离子液体制备的样品相比, 离子液体的引入提高了反应速率, 可有效地将反应时间由180 min缩短至30 min; 随着反应时间的延长, 量子点的粒径增大, 其发射峰位由609.2 nm红移至634.6 nm。随着nGSH(谷胱甘肽)/n(CuInZn)的增大, 量子点的粒径逐渐增大, 导致其发射峰位由622.6 nm红移至631.6 nm, 同时量子点的发光强度逐渐增强; 当该比值为15时, 量子点的荧光强度最高。此外, 随着pH的增大, 去质子化的-SH和-NH2与量子点的作用逐渐增强, 有效地钝化了量子点的表面态, 使其荧光强度逐渐上升, 当pH为8.5时, 样品的荧光性能最佳, 同时量子点的平均水合粒径由99 nm增大至241 nm; 量子点溶液的Zeta电位为-27.7~-41.1 mV, 说明量子点溶液具有优异的稳定性。通过ZnS表面修饰可有效提高量子点的荧光强度。将CIZS/ZnS量子点与蓝光芯片结合, 获得了显色指数为85.6、发光效率为34.8 lm/W的白光LED器件, 为水相制备的多元量子点在白光LED中的应用提供了参考。
离子液体 微波 水相合成 Cu-In-Zn-S 量子点 ionic liquid microwave aqueous phase synthesis Cu-In-Zn-S quantum dots
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院, 景德镇 333001
2 国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心, 景德镇 333001
3 东华大学材料科学与工程学院, 上海 201620
通过水热法制备了Cu-In-Zn-S(CIZS)四元量子点, 采用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、荧光分光光度计(PL)研究了不同反应 温度和Cu/In摩尔比对CIZS量子点的物相组成、显微形貌以及荧光性能的影响, 同时利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对CIZS量子点的表面性质进行表征。结 果表明, 量子点颗粒在水溶液中呈类球型并且具有良好的分散性, 粒径大小为3~4 nm。合成的CIZS量子点具有优异的荧光性能, 随着反应温度的升高, 量子点 的荧光强度逐渐增强; 当反应温度为110 ℃时, 量子点的荧光强度最高; 然而, 过高的反应温度造成了In2S3杂质相的形成, 荧光强度随之降低。此外, 随着 Cu/In摩尔比的减小, CIZS量子点的发光峰位由675 nm蓝移至644 nm, 同时量子点的荧光强度逐渐提高; 当n(Cu)/n(In)=1∶7时, 荧光强度达到最高值。同时, 量子产率(QYs)达到最大值6.2%。基于CIZS量子点的LED成功实现发光, 其中显色指数达81.2, 发光效率为36.8 lm/W, 表明了CIZS量子点在照明领域良好的应 用前景。
量子点 水热法 铜铟锌硫 荧光性能 quantum dot hydrothermal method Cu-In-Zn-S fluorescence property
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，景德镇 333001
2 国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心，景德镇 333001
3 东华大学材料科学与工程学院，上海 201620
通过一步法制备了全无机CsPbBr3/Cs4PbBr6钙钛矿复合纳米晶，采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、荧光 光谱仪(PL)对所制备的CsPbBr3/Cs4PbBr6复合纳米晶进行表征，并系统研究了一步法反应过程中反应温度、反应时间和Cs/Pb比对纳米晶的物相、形貌以及光 学性能的影响规律。结果表明：所制备的样品为分散性较好、结晶度较高且呈立方块形貌的复合纳米晶，平均粒径约为20 nm。随反应温度升高以及反应时间 延长，纳米晶的荧光强度呈先增加后减小的趋势；当反应温度为90 ℃、反应时间为30 min时，纳米晶的荧光性能最佳。此外，Cs/Pb比对纳米晶的物相组成和 发光强度也具有较大的影响，随着Cs/Pb比增大，样品中Cs4PbBr6相含量逐渐增加，可对CsPbBr3纳米晶起到保护作用，因此样品的发光强度逐渐增强；当 Cs/Pb=2∶3时，样品的荧光强度达到最高值。然而，过大的Cs/Pb比例阻碍了CsPbBr3相的形成，造成了纳米晶荧光强度的降低。
一步法 纳米晶 复合 荧光性能 one-step method CsPbBr3 CsPbBr3 nanocrystal composite fluorescence property
1 景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院, 江西 景德镇 333001
2 国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心, 江西 景德镇 333001
3 东华大学 材料科学与工程学院, 上海 201620
以无机金属盐为原料、谷胱甘肽(GSH)和柠檬酸钠(SC)为配体,通过水热法制备了AIZS量子点.系统研究了pH值、Ag/In比例、Ag/Zn比例对AIZS量子点的合成及其荧光性能的影响,并通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、红外光谱、紫外-可见吸收光谱以及光致发光光谱分别对样品的结构、形貌和荧光性能进行了表征.实验结果表明,通过水热法可以制备出具有优异荧光性能的AIZS四元绿色量子点.随着pH值的增加(pH值=7~9),配体GSH和SC有效地钝化了AIZS量子点的表面缺陷,显著提高了其荧光强度.当Ag/In比例为1∶1~1∶11范围内,量子点发光峰的中心位置覆盖632.1 nm~588.9 nm；当Ag/In=1∶7时,AIZS量子点的量子产率高达27.3%.此外,随着Ag/Zn比例从1∶0.5减小至1∶3.0,量子点的合金化效应逐渐增强,使其发光峰位从604.1 nm蓝移至581.5 nm；当Ag/Zn=1∶1.5时,AIZS量子点的发光强度达到最大值,量子产率进一步提升至35.3%,说明Zn2+的引入具有稳定AIZS量子点的晶格以及抑制非辐射复合效应的作用,从而显著提高量子点的荧光性能.在200 mA的电流驱动下,AIZS量子点基白光LED的光效可达60.8 lm/W,显色指数高达80.1,色坐标为(0.29,0.35),说明AIZS四元量子点在照明领域具有良好的应用前景.
量子点 水热法 荧光强度 发光峰位 量子产率 Quantum dot Hydrothermal method Fluorescence intensity Emissive peak Quantum yield 光子学报
2019, 48(10): 1016001
