发光可调碳点的制备及光学性质研究
碳点(CDs)由于卓越的光学性质、稳定的化学性质、低毒性、生物相容性等性质，在过去十年中引起了人们广泛地关注。然而，通常合成的CDs呈现蓝光、绿光，其最高量子产率(QY)分别已经高于80%、50%。只有一小部分文献报道了红光CDs的合成，且其QY无法与蓝、绿CDs相比。大多数应用中运用CDs的关键在于能否将CDs设计成类似其他量子点，实现发光可调。本论文基于热注入法和溶剂热法制备了系列发光可调CDs以及其固态复合材料。然后通过一系列表征手段获得CDs的微观结构和发光信息，最后与商用GaN芯片相匹配制备白光LED，讨论CDs在白光LED器件应用上的价值。根据以上研究要点，本文的研究内容主要分为以下几个部分： 1.采用热注法合成长波长CDs(LCDs)，还原法制备Ag纳米颗粒(NPs)，简单混合后获得Ag-LCDs混合物。其中AgNPs作为荧光增强剂增强LCDs的荧光强度，并通过调整AgNPs与LCDs之间的体积比，获得荧光强度增大到最大。在这个过程中，荧光衰减被认为是推测金属增强荧光机理最简单且有效的方法。基于荧光寿命的结果，我们提出相应的增强机理。最后将制备的Ag-LCDs混合物制成碳点薄膜，与GaN芯片匹配，获得白光光源。 2.采用溶剂热法，以柠檬酸为C源，尿素为N源，N，N二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，通过调节反应温度，制备了一系列发光可调的N掺杂CDs。虽然所有的CDs均显示颗粒大小相似及类似的石墨结构，然而CDs表面化学组成逐渐变化，尤其是氧含量和氮含量。详细的材料特性表明，这种可调谐的发射是由化学成分的变化而导致的。一般认为，表面氧化在高温下变得更严重，最终导致形成更高的含氧量和含氮量，这是造成的长波长发射主要原因。此外，选择有机硅烷作为固体基质，克服碳点固态淬灭。最后，采用流延法将橘光CDs薄膜流延至微晶玻璃表面，与GaN匹配后，制备白光LED。 3.采用溶剂热法，分别以邻苯二胺、对苯二胺为碳源，DMF为溶剂，制备了一系列发光可调的N掺杂CDs。借助多种分析手段研究CDs形貌及表面官能团，此外还研究了碳源浓度、溶剂极性、pH等对CDs荧光发射峰和强度的影响。最后选择聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为固体基质，采用丝网印刷将红光CDs薄膜均匀地丝网印刷至微晶玻璃表面，制备了白光LED。
白光LED;光学性能;发光可调碳点
温州大学
硕士
应用化学
向卫东;周永强
2018
中文
TB383
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）