基于量子点材料封装白光器件的性能

量子点材料是白光器件中应用最多、发展最快、最热门的材料,尤其是在LED器件中的应用。针对量子点材料的封装过程中常遇到的兼容性差、热稳定性差、氧气湿气稳定性差、光稳定性差等问题,以及量子点材料的不稳定性、种类配比、存在形态、材料种类等对白光器件的性能造成的影响进行阐述。     

油酸石蜡体系中红光CdSe量子点的合成及其高显色指数白光LED制备

半导体量子点具有量子尺寸效应,其半导体带隙随着量子点尺寸的减小而增大.在油酸石蜡绿色合成体系中通过引入表面活性剂油胺来调控Cd Se量子点尺寸.加入油胺可得到大粒径的Cd Se量子点,其发光光谱范围可以扩展到红光区域,得到发射波长为630 nm的量子点.对红光量子点进行二氧化硅包覆得到稳定的光转换材料,并与蓝光LED芯片以及黄光荧光粉进行封装得到显色指数Ra为90的高显色指数白光LED器件.     

红外-近红外波长变换器件p-QWIP-LED研究

报道了一种基于p型量子阱红外探测器(QWIP)和发光二极管(LED)的新型量子阱红外探测器. 该器件作为一种p型量子阱红外探测器(QWIP)和发光二极管(LED)的有效集成器件, 可以将QWIP探测的长波红外信号经光电转换过程后变成LED在近红外的发光. 通过电学直接读出方式和近红外(0.87 μm)光强度变化读出方式, 从实验上测量了器件的红外响应光谱, 设计与制备的器件实现了从长波红外(7.5 μm)向近红外(0.87 μm)的波长变化. 研究结果表明这种红外-近红外波长变换途径有可能导致红外焦平面技术体制的变化.     

量子阱器件的发展及其应用

随着半导体量子阱材料的发展，量子阱器件广泛应用于各种领域。本文主要介绍量子阱的基本原理，重点从量子阱材料．量子阱激光器、量子阱虹外探测器、量子阱LED、量子阱光集成器件等方面介绍量子阱理论在光电器件方面的发展及其应用。     

白光LED用量子点玻璃的制备方法及应用研究进展

白光LED用量子点玻璃不但具有量子点高荧光效率、发光波长可调和较窄的发射波长等新颖的光学特性,而且量子点的热稳定性差和水氧抵抗性差的问题也很好的得到了解决,可以有效的避免封装材料黄化老化、发光不均匀和出现光斑等传统封装白光LED出现的问题。综述了白光LED用量子点玻璃的制备方法及其在LED的应用,并对白光LED用量子点玻璃的荧光效率和无铅、无镉量子点玻璃的研制提出了进一步展望。     

多色发光CsPbX_3(X=Cl,Br, I)钙钛矿量子点及其LED器件研究进展

CsPbX_3(X=Cl, Br, I)全无机钙钛矿量子点具有高发光量子效率、制备工艺简单、发光光谱可调、较窄的半峰宽、较高的缺陷容忍度等优点,受到了研究人员的广泛关注,已经在太阳能电池、发光二极管、柔性显示和光电探测等领域展示出了广阔的应用前景。目前,CsPbX_3量子点主要通过卤素组分调控,表面改性和掺杂稀土离子、过渡金属离子等手段来实现量子点的多色发光,然后实现多色发光LED器件的制作。总结了近年来多色钙钛矿量子点CsPbX_3(X=Cl, Br, I)的制备、光学性质及其在LED器件中的应用进展。     

CdSe/CdS核壳型量子点的合成及其在白光LED的应用

以氯化镉、二氧化硒及硫化钠为原料在水相中直接合成巯基乙酸稳定的CdSe/CdS核壳型量子点,对所合成的核壳量子点的晶体结构、形貌特点及光学特性进行了X线粉末衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)和荧光光谱(PL)表征.XRD结果表明合成的CdSe/CdS核壳量子点表现出显著的立方晶系结构CdS的特征峰;TEM结果显示所合成的量子点形貌呈近球状,直径大约6nm.CdSe/CdS量子点发射黄色荧光,其荧光强度是CdSe的10倍左右.将CdSe/CdS量子点与蓝光InGaN芯片组合得到白光发光二极管(LED),所得白光LED的显示指数为77.1,与当前商业用的YAG白光LED相当,说明所合成的CdSe/CdS核壳量子点可作为白光LED备选荧光材料.     

新型铅卤基钙钛矿材料及其应用

铅卤基钙钛矿材料因其优异的光电转化效率、可调禁带宽度、较高载流子迁移率、较大光吸收系数等突出性能,在太阳能电池、发光器件和光电探测等领域获得广泛关注。介绍了铅卤基钙钛矿薄膜、量子点和单晶的制备和相关物理性能,总结了其在太阳能电池、发光二极管(LED)、光电探测器等领域的最新研究进展,讨论了目前存在的问题及未来发展前景。     

Ag纳米粒子增强CdS白光量子点器件的研制

在十八烯体系中合成Cd S量子点,用光诱导法制备银纳米粒子,并将两者复合,制备成4种复合样品,分析复合样品的荧光谱,在银纳米颗粒的表面等离子体共振峰分别对应于富含缺陷的硫化镉量子点的带边荧光峰和表面态荧光峰时,发生了带边荧光淬灭而表面态荧光增强的现象.结果表明,通过控制金属和量子点之间的距离,能够控制带边荧光辐射和缺陷带荧光辐射的比例,从而控制白光量子点的色温.采用395 nm紫光LED作为激发光源,将涂有荧光样品的玻片与激发光源组装成银纳米颗粒/量子点复合结构白光照明器件原型,银纳米粒子能够改变Cd S量子点样品发光颜色,荧光效应的增强程度随着量子点样品的厚度减小而加强.该研究为认识荧光物质和金属之间的相互作用提供了新途径,同时探讨了该器件在变色发光材料方向的应用前景.     

一种量子阱结构发光器件的模拟与分析

基于Slivaco公司的TCAD软件构建一种新型量子点发光器件,以GaN基底作为电流传输层,在InGaN量子阱中植入InN量子点,并对该器件的电致发光特性进行了仿真.得到了该器件的伏安特性曲线、电致发光光谱曲线,以及量子点尺寸对其发光光谱的影响.仿真结果表明,在外加电压超过3.2V时,发光层的电子和空穴会产生强烈的复合发光;从0.1~2nm改变量子点的尺寸,发射峰从461nm移至481nm,红移了20nm,从2~10nm改变量子点尺寸,光谱基本没有变化.     

基于量子点白光LED的可见光通信系统

针对目前可见光通信( VLC: Visible Light Communication) 系统中存在的光源照明效果差和效率低的问题,提出了以量子点白光发光二极管( QDs-WLED: Quantum Dots White Light Emitting Diode) 作为VLC 系统的光源,并以此设计了一套便携式点对点VLC 收/发终端。采用一步合成法合成了峰值在570 nm 高稳定性、高量子效率的核壳硒化镉( CdSe) 量子点材料,其量子产率达到81%。将该量子点材料取代传统的荧光粉材料,与环氧树脂混合后涂到蓝光LED( Light Emiting Diode) 芯片上制成白光LED 器件,并测试了其发光光谱、色坐标图和流明效率。然后阐述了VLC 系统的结构和原理,并编写了通信软件和制定了相关协议,实现了系统的软硬件集成,利用所研制的VLC 系统,开展了通信实验。实验结果表明,QDs-WLED 除了拥有出色的照明效果和节能特性外,也能实现数据传输的功能。在选择最佳直流偏置电压2． 70 V 的情况下,系统的最大通信距离为1． 3 m,可达到的最大通信速度为267 kbit /s,误码率( BEＲ: Bit Error Ｒatio) 小于10 ^{－ 3}。     

量子点在荧光共振能量转移技术中的应用研究

量子点作为新型的荧光探针应用于共振能量转移技术中,该文评述量子点在荧光共振能量转移技术中应用的研究进展,结合作者课题组的研究提出展望.     

紫外LED研究进展

 氮化物紫外LED的发光波长覆盖210~400 nm的紫外波段,可广泛应用于工业、环境、医疗和生化探测等领域。近年来紫外LED的技术水平发展迅速,器件性能不断提升。由于高Al组分AlGaN材料的固有特性,目前深紫外LED的外量子效率和功率效率仍有大量提升空间。综述了近年来AlGaN基紫外LED的研究进展,阐述了限制其性能的AlGaN外延质量、高Al组分AlGaN材料的掺杂效率、紫外LED量子结构、紫外LED光提取效率及可靠性等核心难题以及取得的重要研究进展。预计到2025年,深紫外LED的量产单芯片光输出功率可突破瓦级,功率效率有望提升至20%以上,寿命达到万小时级别。     

QDs量子点太阳能电池与器件的优化和光学应用

QDS量子点物质在太阳光的可见光范围内具有很好的发光反应,与其他的电致发光器件材料相比,纳米晶量子点具有很多潜在优势,例如荧光量子率高,发射光谱窄,发射波长方便调整,化学稳定性能好等优异的光学、电学性能,使其成为很具有研究方向的电致发光材料,而利用这些性质和优势使量子点物质在光伏电池和电致发光器件方面具有很好的应用前景.     

金属量子结构中的半导体输运性质及其调控

随着后摩尔时代的推进,以硅为基础的半导体器件正接近其性能极限.除了不断引入新的器件结构外,设计具有半导体特性的金属量子结构为微电子器件的性能提升提供了全新的解决方案;而打开金属带隙,使其具有栅极可调半导体输运,是实现其应用的关键.以此为目的,自20世纪末以来,多种金属量子结构便逐步被设计与开发,其输运特性的有效调控也被学术界广泛研究.本文回顾了零维量子点、一维纳米线/纳米管、二维材料/人工二维晶格/超导薄膜等不同维度金属量子结构的研究进展;针对这些结构体系,介绍了其各自的能隙调控思想,总结分析了可控输运特性的实现方法与内在机制,对比展示了材料结构的电学性能及应用前景.基于目前报道的研究结果,提出了未来预期的研究方向:开发金属量子结构中输运与自旋关联特性,设计同时传输电荷与自旋信息,且具有栅极可调输运带隙的全金属沟道材料、结构与器件.     

中科院长春光机所研制出国际上橙红光波段最高荧光量子效率的碳纳米点

正近日,中科院长春光机所曲松楠研究员课题组研制出橙红光波段荧光量子效率高达46%的碳纳米点,为国际上最高值。该成果发表在国际材料类著名期刊《先进材料》。发光碳纳米点是近十年兴起的新型纳米发光材料,其无毒、发光性能好、生物相容性好、原料广泛等优点,引起国际上广泛的关注。该领域发展面临的瓶颈是缺少调控碳纳米点发光带隙的手段和增强其荧光量子效率的方法。目前,碳纳米点在蓝光和绿光波段已实现较为高效的发     

胶体绿色量子点材料研究进展

绿色量子点材料是指不含镉、铅等有毒材料的新型绿色环保的材料,具有色彩明亮、发光纯度高、可精确调节发光颜色、低能耗等优异特性,是未来替代LCD的新型显示材料之一.近年来,科研人员开展了多方面的绿色量子点显示材料的研究,研发完成了以硅、磷、碳基为主的且不含镉、铅等无毒量子点材料的制备,同时结合稀土掺杂、离子掺杂以及有机与无机复合的方法,进一步提升了绿色量子点材料的光学特性,获得了可以实现高清显示的绿色量子点关键基础材料.文中重点介绍了胶体绿色量子点材料的种类、光电性能、生物相容性和应用场景的研究进展,并展望了胶体绿色量子点材料的未来发展趋势.     

上海师范大学物理系科研简介

<正>上海师范大学数理学院物理系科研工作依托"光电材料与器件实验室"开展,分为凝聚态物理、原子分子物理及光学等研究领域,在多电子原子物理、量子信息、多铁物理、宽禁带半导体物理等多个方向上具有明显的研究特色。一、铁电、压电、磁电等信息功能材料与器件中的关键科学问题研究我们围绕铁电、压电、磁电复合及光流明材料与器件中的关键科学问题开展研究,建立材料结构-性能-器件间的内在关系,研制了新型弛豫铁电单晶变压器、环境友好的高应变驱动器及高灵敏度的弱磁探测器件,并致力于探索增强相关效应间耦合的新途径,推进器件应用。     

基于CH_3NH_3PbI_3钙钛矿量子点的荧光集光太阳能光伏器件

荧光集光太阳能光伏器件作为分布式能源发电装置,具有集成到建筑物的潜力,并且可以在没有冷却和追踪系统的情况下实现高聚光比,从而降低光伏发电成本.胶体量子点被认为是一种优异的荧光集光太阳能光伏器件荧光材料,但自吸收问题仍然阻碍了量子点荧光集光太阳能光伏器件效率的提高.通过简单易操作的配体辅助再沉淀技术合成了CH_3NH_3PbI_3钙钛矿量子点,并由注射法制得尺寸为78 mm×78 mm×7 mm的荧光集光太阳能光伏器件.通过优化材料合成,减少了量子点材料吸收和发射光谱之间的交叠,进而抑制了光波导传输过程的自吸收损失.器件光伏性能测试结果表明,所制作的CH_3NH_3PbI_3钙钛矿量子点荧光集光太阳能光伏器件光学效率为24.5%,光电转换效率达到3.4%,在光伏建筑一体化中具有潜在的应用前景.     

LED前沿技术：量子点（Quantum Dot）LED

LED技术以其高效、环保、节能在照明行业异军突起,然而LED最新的一项前沿技——量子点LED技术的出现将把LED的应用推向全新的高度。本文介绍了量子点LED的工作原理、技术优势、以及广阔的应用前景和范围。