量子点(QD)照明器件中电流导致的焦耳热会使其工作温度高于室温?因此研究量子点的发光热稳定性十分重要。本文利用稳态光谱和时间分辨光谱研究了具有不同壳层厚度的Mn掺杂ZnSe(Mn:ZnSe)量子点的变温发光性质, 温度范围是80~500 K。实验结果表明, 厚壳层(65单层(MLs))Mn∶ZnSe量子点的发光热稳定性要优于薄壳层(26 MLs)的量子点。从80 K升温到400 K的过程中, 厚壳层Mn∶ZnSe量子点的发光几乎没有发生热猝灭, 发光量子效率在400 K高温下依然可以达到60%。通过对比Mn∶ZnSe量子点的变温发光强度与荧光寿命, 对Mn∶ZnSe量子点发光热猝灭机制进行了讨论。最后, 为了研究Mn∶ZnSe量子点的发光热猝灭是否为本征猝灭, 对具有不同壳层厚度的Mn∶ZnSe量子点进行了加热-冷却循环(300-500-300 K)测试, 发现厚壳层的Mn∶ZnSe量子点的发光在循环中基本可逆。因此, Mn∶ZnSe量子点可以适用于照明器件, 即使器件中会出现不可避免的较强热效应。

研究了在CdSe/ZnSe自组装量子点中CdSe量子点的发光随着激发光强度变化的特性。 发现当激发强度(I)变化3 个数量级的时候, 量子点发光的峰位、峰形都没有发生明显的变化。通过公式L∝Ik(其中I是激发光强度, L是量子点发光强度, k是非线性系数)得到非线性系数k值。实验结果表明：在温度由21 K升高到300 K的过程中, k值随温度变化可以分为3个区域：当温度低于120 K时, k值接近于1;然后, 随着温度升高, k值慢慢变小;最后, 随温度进一步升高, k值由200 K时的0.946迅速减少到0.870。结合发光随温度变化的实验结果, 确认在120 K以下发光主要来源于束缚激子复合。在温度由200 K升高到300 K的过程中, 非线性系数的单调减小主要归因于随着温度的升高, 发光部分来自于由自由电子或空穴到束缚态能级(FB)的复合。进一步通过分析量子点发光的积分强度随着温度的变化的实验结果, 发现发光强度随温度升高而减弱的主要原因是材料中的缺陷或者位错等提供非辐射渠道。

展示了一种简捷的多壳层量子点合成路线。在含有过量Se源的CdSe体系中直接注入Zn源，“一步法”合成了CdSe/ZnSe量子点；进一步以CdSe/ZnSe为“核”，表面外延生长ZnS壳层制备了核/壳/壳结构CdSe/ZnSe/ZnS量子点。相对于以往报道的多壳层结构量子点的制备方法，该方法通过减少壳层的生长步骤有效地简化了实验操作，缩短了实验周期，同时减少对原料的损耗。对量子点进行高温退火处理，能够大幅提高CdSe/ZnSe/ZnS量子点的发光量子产率。透射电镜、XRD以及光谱研究表明：所制备的量子点接近球形，核与壳层纳米晶均为闪锌矿结构，最终获得的CdSe/ZnSe/ZnS量子点的光致发光量子产率达到53％。为了实现量子点的表面生物功能化，通过巯基酸进行了表面配体交换修饰，使量子点表面具有水溶性的羧基功能团，并且能够维持较高的光致发光量子产率。