胶体量子点发光二极管的研究进展

近年来,电驱动胶体量子点发光二极管(QD-LED)的性能,特别是外量子效率得到了很大的提高。胶体量子点由于具有高的发光效率和尺寸可调谐的光电子性质,在高效、高色彩品质的薄膜显示器和固态发光器件有潜在的应用。文章介绍了利用胶体量子点作为发光二极管发色团的优势,重点阐述三种典型QD-LED的类型,最后,我们讨论了QD-LED商业化遇到的挑战。     

碳量子点的制备及其在发光二极管中的应用

碳量子点是纳米材料领域一个备受关注的荧光纳米材料,仅近几年里,基于碳量子点的研究,在制备和应用方面均取得了许多突破性的进展。本文简述了碳量子点的优异特性及其合成方法,重点概述了碳量子点的修饰、复合材料的制备以及在发光二极管(LED)应用方面的最新研究进展。以期为碳量子点的发展应用提供思路和参考。     

量子点的合成研究

量子点（半导体纳米晶）是纳米尺度的微小发光粒子。作为新型的生物标记试剂,具有比传统的有机染料更好的光谱特性和光学稳定性。本文对量子点的光学性质、制备方法做一简要综述。     

AgInS2@ZnS量子点的绿色制备及其在发光二极管中的应用

采用双溶剂循环加热法制备了AgInS2@ZnS量子点,硫化锌的包覆层数最高达到5层.当包覆层数为1层时,硫化锌无机壳层的引入,降低了表面悬挂键,使得非辐射复合降低,从而提高了量子点的发光性质.将它们应用于发光二极管中,其发光波长在深红外区,器件亮度为80cd·m-2,EQE最高达到0.16％.     

生物质基碳量子点的绿色合成及其LED应用

各类生态友好型生物质都可以作为绿色碳源制备新型零维碳纳米发光材料碳量子点（CQDs）。本文以农林废弃物、园林绿化垃圾、餐厨垃圾为原料,一步水热法制备生物质基CQDs。采用高分辨透射电镜、拉曼光谱、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱等对各类CQDs进行表征分析,探究生物质种类对CQDs荧光性能的影响规律。实验结果表明：各类生物质基CQDs在紫外光激发下均发出蓝色荧光,农林废弃物制备的CQDs荧光量子产率（QY）普遍较低,鸡蛋壳、梧桐叶和柠檬皮基CQDs荧光QY分别达到9.29%、9.03%和4.51%,这三种生物质及制备的CQDs中均含有N或S元素,说明含有N或S元素的天然生物质有助于提高CQDs的荧光QY。将生物质基CQDs制作荧光粉,制成的发光二极管（LED）的光学性能指标与CQDs的荧光性能呈现出一定的映射关系,相关结论为生物质基CQDs的绿色合成及LED的绿色制备提供了有力指导。     

有机相微波合成AgInS2量子点及其白光发光二极管应用研究

AgInS₂量子点(AIS QDs)由于具有绿色环保、发射波长可调、荧光寿命长、斯托克斯位移大等优势,在光电和生物医药领域具有广阔的应用前景。采用微波辅助加热法在十八烯溶剂中制备了AIS QDs。通过X射线衍射、透射电子显微镜、光致发光光谱系统研究了反应时间对AIS QDs的物相、形貌及荧光性能的影响,采用傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱表征了量子点表面结合的情况。实验结果表明：当微波功率为800 W、反应时间为5~25 min时均可以制备出AIS QDs。随着反应时间的延长,AIS QDs的粒径由3 nm增加至4 nm,发光峰位在592.0~619.6 nm范围内调谐;同时AIS QDs的荧光强度逐渐提高,并在15 min达到峰值,量子产率(PLQY)达到16.16%。进一步采用ZnS作为包覆壳层有效钝化量子点表面缺陷、提高荧光性能,制备出的AIS@ZnS QDs的PLQY增加至31.21%。将AIS@ZnS QDs和商用荧光粉共同作为发光层制备成白光发光二极管(WLED)器件,在20 mA电流驱动下发光效率(LE)为74.90 lm/W,显色指数(CRI)和色温(CCT)分别为83.31和3823 K,表明制备的量子点在固态照明领域具有潜在的应用前景。     

CdSe@ZnS量子点荧光传感器在水体铜离子污染检测中的应用

使用微流控技术连续合成CdSe@ZnS核壳型量子点,并使用巯基丙酸对其进行表面改性,制备出可以被铜离子淬灭的水溶性CdSe@ZnS核壳型量子点。随后以聚乙烯醇（PVA）水凝胶为骨架,将改性后的量子点通过氢键作用力负载于骨架上,得到制备工艺简单、热稳定性高的复合荧光传感器件。该传感器的荧光强度随水溶液中铜离子浓度呈线性负相关关系,检测灵敏度可达20 μmol/L。其简便的操作和敏感的响应使之与原子吸收分光光度法形成优势互补,适用于水体铜离子污染的原位检测。该负载方法具有一定普适性,提供了将任意量子点制成器件应用于某种金属离子检测的新方式,实现了可回收的、环境友好的重金属离子快速检测目的。     

量子点的制备及其在生物医学中的应用进展

量子点作为一种优良的荧光半导体纳米粒子,已成为纳米技术领域最受关注的研究对象之一,并成功应用于生命科学等领域。随着小粒径的低毒无镉量子点的制备和量子点荧光共振能量转移等新技术的发展,量子点在生命科学领域将展示出更大的应用空间。本文介绍了量子点的基本概念和性质,探讨了近年来在有机溶剂和水溶液两种不同介质中制备量子点的方法,并分析比较了其优缺点;对量子点在生物医学领域(包括蛋白质和核酸研究、组分检测、荧光编码及细胞标记等)的应用进行了综述和展望,指出了目前存在的问题和今后的发展方向。     

量子点纳米材料探针及其在肿瘤影像中的应用

针对现有量子点影像探针存在荧光性质不可控、生物毒性强的问题,本研究结合现有的CuInS量子点探针,研究制备出一种掺杂Zn离子可简易合成的ZCIS/ZnS量子点纳米探针,并通过改进其水溶性,得到一种可直接应用于医学肿瘤影像的改进ZCIS/ZnS量子点纳米探针。为提高该量子点纳米探针的靶向性,研究根据EDC偶联的原理,通过将改进ZCIS/ZnS量子点纳米探针与cRGD多肽进行偶联,得到ZCIS/ZnS-cRGD量子点纳米探针,并从结构形态、细胞毒性和离体荧光3个方面重点评估了该量子点纳米探针,并通过实验论证了其有效性和实用性。实验结果证明,本研究制备的ZCIS/ZnS-cRGD量子点纳米探针是一种有效的肿瘤靶向探针,可用于实际肿瘤靶向检测。     

光转换薄膜用碳量子点的合成及其发光性能

开展了光转换薄膜用碳量子点的合成及其发光性能研究,着重探讨了氮(N)源种类对碳量子点发光性能的影响。结果表明,以尿素为N源时,合成出发射峰值位于440～530 nm范围的具有不同颜色特征的碳量子点。而以二乙烯三胺为N源时,合成出发射峰值位于450～460 nm的蓝光N掺杂碳量子点;随着激发波长的增大,碳量子点的发射光谱产生红移。采用不同N源时所合成碳量子点的发光特性差异,主要源于碳量子点晶粒尺寸的不同和表面官能团的化学修饰作用,后者填补了碳量子点的表面缺陷、或使碳量子点的带隙产生了差异,进而导致了不同的发光特性。     

PAMAM树状大分子模板法合成CdSe量子点及其发光性质的研究

以聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子为模板合成了CdSe量子点,X-射线粉末衍射(XRD)分析表明产品与闪锌矿结构的CdSe晶体的标准粉末衍射花样的3个强峰位置相同,透射电镜(TEM)分析显示CdSe量子点包裹在树状大分子孔隙中,分散良好.实验表明以2.5 G和3.5 G PAMAM为模板合成的产品没有检测到荧光发射,而以4.5 G PAMAM树状大分子为模板制备的产品在410～465 nm范围内有较强的荧光发射,其发光波长随反应温度改变.     

Ⅱ-Ⅵ族量子点的发光特性及其在分析科学中的应用

Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点在可见光区具有特殊而优良的荧光性质,这一性质使其在太阳能电池、发光器件等领域得到了广泛应用,随着研究的深入,其在生物及化学分析领域的应用也逐渐成为研究热点。综述了Ⅱ-Ⅵ型量子点的荧光特性及其在分析科学中的应用。     

以南果梨为原料合成荧光碳量子点及其相关应用研究

南果梨属辽宁省南部地区重要种植水果,目前该水果除直接使用外,很少有别的用途.本文以南果梨作为原料,采用水热合成法合成南果梨碳量子点.利用红外光谱、紫外可见吸收光谱等进行表征.通过单因素及正交实验确定了制备南果梨荧光碳量子点的最佳工艺条件为:反应釜中添加0.4 g南果梨匀浆与10 mL去离子水,于180℃反应120 mi...     

荧光碳量子点的水热合成及其条件优化

以乙二胺四乙酸和L-半胱氨酸为原料,在高压反应釜中通过一步水热法合成了荧光碳量子点纳米材料,并使用荧光光谱仪研究了碳量子点溶液的荧光发射性能,同时考察了原料的质量比、水热反应温度以及水热反应时间对碳量子点荧光强度的影响。结果表明在乙二胺四乙酸与L-半胱氨酸质量比为5:1,反应温度为180℃,反应时间为8 h时为荧光碳量子点的最佳制备条件。     

羧基化荧光碳量子点的合成及其在汞离子检测中的应用

通过一步法高压热处理柠檬酸粉末制备了羧基功能化的荧光碳量子点,荧光光谱表征显示所合成荧光碳量子点的最大激发波长为316 nm,最大发射波长为394 nm。Hg²⁺对其具有较好的淬灭效果,在5～300μmol/L的浓度范围内,Hg²⁺的浓度和体系荧光强度呈较好的线性关系,线性回归方程为F₀=152.169 5-0.153 5c,相关系数R²=0.998。这种碳量子点的制备技术将为合成功能化荧光纳米材料提供有益的借鉴作用,并为开发新型传感检测技术提供理论支持。     

CsPbBr3钙钛矿量子点的合成与表征

钙钛矿量子点由于具有独特的电子和发光性质,近几年已成为生物标记、发光二极管、激光和太阳能电池等领域的研究热点。以全无机钙钛矿类量子点为例设计一个研究型综合实验,实验涵盖了CsPbBr₃钙钛矿量子点的制备、表征以及利用钙钛矿量子点荧光性质进行LED器件封装等内容,旨在用简单实验揭开钙钛矿量子点的神秘面纱,让学生感受到科技的魅力。该实验既能让学生更好地了解钙钛矿量子点材料基本知识和应用,还能让学生熟悉液相沉淀法和掌握X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及荧光光谱仪等仪器的相关原理及操作,对激发学生科学研究的兴趣和培养学生的综合实践技能、创新思维能力具有积极意义。     

铝铋离子掺杂对ZnO量子点荧光性能的影响研究

以二水合醋酸锌作为前驱体,无水乙醇作为溶剂,聚乙二醇(PEG-400)作为分散稳定剂,利用一种简单温和的方法制备Al~(3+)、Bi~(3+)掺杂氧化锌量子点,分别研究Al~(3+)、Bi~(3+)单掺,共掺对量子点荧光光谱性能的影响。结果表明:在紫外灯照射下,量子点颜色为绿色。在360 nm的激发下,ZnO量子点在524 nm附近有较的发射峰。随着掺杂离子用量的增加,ZnO量子点可见光区发射峰形状不变,单掺和共掺Al~(3+)、Bi~(3+)都使ZnO量子的荧光峰值减弱,但单掺Al~(3+)使荧光峰发生了红移。     

硫化铅胶体量子点太阳电池的研究进展

介绍了量子点太阳电池的工作原理,重点阐述了硫化铅胶体量子点在太阳电池中的应用研究进展,包括纯硫化铅量子点太阳电池、与有机材料和钙钛矿材料杂化的太阳电池,指出配体工程、活性层微结构设计与表面能级修饰是提升硫化铅胶体量子点太阳电池效率的有效手段与普遍做法。针对硫化铅胶体量子点太阳电池面临的问题进行了分析与论述,提出未来的研究工作需结合太阳电池的工作机理,从最大化光电流传输、全波段的光子捕获、界面质量控制和提高稳定性等角度来提升硫化铅太阳电池的效率。     

CdSe量子点的合成及其对潜指纹的荧光显现研究

以水热法在水相中直接合成了巯基乙酸修饰的CdSe量子点,并将合成的CdSe量子点进行表征、纯化。在波长365nm紫外光的激发下,CdSe量子点发射出明亮的黄绿色荧光,荧光发射峰约位于528nm,将得到的CdSe量子点纳米发光材料应用于非渗透性客体上潜指纹的荧光标记成像研究,发现CdSe量子点溶液显现的手印纹线流畅,显现细节特征明显,呈现明亮的黄绿色荧光指纹,具有很高的实用价值和鉴定价值。