CsPbX_(3)钙钛矿量子点玻璃放大自发辐射及微激光

综述了CsPbX_(3)钙钛矿纳米晶体尺寸、结构形貌及介孔包覆、玻璃包覆等因素对获取高质量激光输出、自发辐射、随机激光影响的研究现状。采用熔融技术与结晶法制备了CsPbX_(3)钙钛矿量子点玻璃,在420~714 nm全光谱范围内实现了可调谐的上转换发光。研究结果显示,具有高激子结合能的蓝光CsPbCl1.5Br1.5量子点玻璃更容易实现放大自发辐射。经440、470℃热处理后,绿光CsPbBr_(3)量子点玻璃在800 nm飞秒激光的激发下可实现全光谱可调谐放大自发辐射;经500、530℃热处理后,CsPbBr_(3)可实现随机激光。红光CsPb(BrI)_(3)量子点玻璃在590 nm处可实现随机激光。

Pb^(2+)对掺杂硼硅酸盐玻璃中CsPbBr_(3)钙钛矿量子点发光性能的影响

硼硅酸盐玻璃包覆钙钛矿CsPbBr_(3)量子点(PQDs@glass)能够大幅提高PQDs的稳定性,使其在LED照明和显示技术中拥有广泛的应用空间。然而,玻璃包覆的同时也导致了PQDs发光强度与量子产率降低。本工作为提高其发光强度探讨了热诱导温度及Pb^(2+)的含量对PQDs@glass结构的影响,当热诱导温度为460℃,Pb^(2+)浓度为6 mol时,其发光强度最高。研究发现,Pb^(2+)浓度的增加会导致玻璃网状结构的致密化,改变玻璃组分的扩散行为,影响PQDs的析晶过程,导致PQDs@glass发光强度的变化。本工作得到量子产率高达95.6%的PQDs@glass,并实现了硼硅酸盐玻璃基质内PQDs的尺寸可控制备。结果表明,PQDs尺寸分布在10 nm左右,超过86%的颗粒尺寸在6~14 nm内,且具有优越的稳定性,经历10次室温至200℃热循环后,发光强度仍能保持初始强度的98.9%。最后,为了验证其在LED照明及显示领域的应用,将制备的量子点微晶玻璃粉料与二甲基硅氧烷(PDMS)混合,得到的LED器件性能优异,色域范围覆盖110%sRGB。本研究为PQDs@glass的大规模制备及其在LED器件领域的应用奠定了基础。

钙钛矿量子点玻璃背光应用

随着人们生活水平和社会经济的提升,对具有优良显色性和色彩再现力的液晶显示器的需求急剧增加。然而,商业使用的传统稀土掺杂的荧光粉转光层由于发射半峰宽太宽已经无法满足宽色域显示的需求,因此迫切需要开发一种新材料以实现宽色域显示。钙钛矿量子点玻璃因其优异的光学性能与卓越的稳定性被认为是背光显示器中传统荧光粉转光层的理想替代品,在显示行业具有广泛的应用前景。本文综述了钙钛矿量子点玻璃背光结构的应用方式,并对近年来钙钛矿量子点玻璃在背光应用的研究现状与发展中所面临的挑战进行了概括,最后对其进行了展望。

离子掺杂钙钛矿量子点玻璃研究进展

近年来,全无机钙钛矿量子点因其优异的光电性能受到研究者的广泛关注,但其较差的稳定性极大地限制了其应用。利用玻璃优异的稳定性,控制钙钛矿量子点在玻璃中原位析出,使玻璃包覆在钙钛矿量子点周围,隔绝其与外界环境的接触,有效地提高了其稳定性。通过在钙钛矿量子点玻璃中掺杂特定的离子可以调控钙钛矿量子点的析晶情况和发光峰位,并可引入新的发光中心。本文根据掺杂离子的目的,综合介绍了离子掺杂钙钛矿量子点玻璃的研究进展,为近期关于离子掺杂钙钛矿量子点玻璃的研究提供了思路和参考。

玻璃中CdSSe量子点生长实验研究

介绍了玻璃中半导体量子点的生长过程 ,在 62 0℃用不同的生长时间在玻璃中生长了一系列不同尺寸的CdSSe量子点 .基于扩散控制的生长过程理论用光吸收谱对该系列量子点的生长特性进行了分析讨论 .

溶胶凝胶法制备PbS/SiO_2量子点玻璃的研究

经溶胶凝胶转变过程制备了硫化铅／二氧化硅（ＰｂＳ／ＳｉＯ２）量子点复合玻璃材料，利用高分辨透射电镜、可见紫外吸收光谱、比表面分析、热分析等手段对这一类体系的物理化学性质进行了较为系统的研究。复合体系的溶胶凝胶转变点可通过对复合溶胶粘度随时间变化的观测而确定。高分辨电镜观察表明ＰｂＳ／ＳｉＯ２复合材料中ＰｂＳ颗粒基本为ｎｍ级的球形粒子。由于复合材料中纳米级ＰｂＳ颗粒的存在，其吸收光谱中的吸收边界与常规尺寸ＰｂＳ颗粒的吸收光谱边界相比有明显的蓝移，体现出显著的量子效应。

玻璃中半导体量子点的有效电场

玻璃中的半导体量子点通常是球形的纳米微粒 ,退极化因子在各方向均为 1/3;借助于介质极化理论的一些一般结果 ,得到球形量子点内的有效电场 ;量子点内的有效电场与玻璃中的电场成正比 ,比例系数决定于玻璃和半导体量子点的介电常数 .

用非本征吸收区的透射系数研究CdSeS量子点玻璃的非线性系数

通过CdSeS量子点玻璃在非本征吸收区的透射系数,研究CdSeS量子点玻璃的非线性光学系数与量子点半径的关系。实验测量了嵌有不同尺寸CdSeS量子点玻璃的吸收光谱,在非本征吸收区量子点玻璃的透射系数随量子点半径的增大,先增大后减小;理论分析了半导体量子点玻璃非本征吸收区透射系数与非线性光学系数之间的关系;实验与理论相结合,建立了非本征吸收区透射系数与非线性光学系数之间的联系。研究分析了CdSeS量子点玻璃的非线性光学系数随量子点半径的变化,得到CdSeS量子点玻璃在非本征吸收区的非线性光学系数随量子点半径的增大,先减小后增大的结果。

In_2S_3量子点玻璃的制备及其三阶非线性光学性质

本文利用溶胶-凝胶法结合气氛控制合成了含In2S3量子点玻璃。利用X射线粉末衍射仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM),X射线能量色散谱(EDX),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对In2S3量子点在玻璃中的微结构进行了表征,同时,利用飞秒Z-scan技术详细地研究了该玻璃在800 nm处的三阶非线性光学性质。结果表明,尺寸分布在12～20 nm之间的In2S3四方晶系纳米晶已经在玻璃中形成,并且,该玻璃展示出了优异的三阶非线性光学性能,其三阶非线性光学折射率γ、吸收系数β和和极化率χ(3)分别为-2.04×10-18m2·W-1,8.26×10-12m·W-1,和1.61×10-20m2·V-2。

溶胶凝胶法制备CdS/SiO_2量子点玻璃的研究

通过溶胶凝胶转变过程制备了硫化镉／二氧化硅量子点复合玻璃材料（硫化镉在复合材料中的最大掺杂质量比可达到30％）；并针对两种催化剂对复合体系的不同影响对这一类体系的物理化学性质进行了较为系统的研究．复合体系的溶胶凝胶转变点可通过对复合溶胶粘度随时间变化的观测而确定．TEM法与低频Raman散射法的测定表明实验制备的样品中CdS颗粒基本为nm级的球形粒子。其CdS颗粒粒径随CdS含量增加而增大。随CdS／SiO2量子点玻璃材料中CdS颗粒粒径的减小，其吸收光谱中的吸收边界与常规尺寸颗粒的吸收光谱边界相比有明显的蓝移，体现出显著的量子效应．适宜的热处理过程对复合材料中CdS颗粒粒径的减小和量子效应的增强起着有利的作用．

Cu_(7.2)S_4量子点玻璃的制备及三阶非线性光学性质

利用溶胶-凝胶法结合气氛控制合成了含Cu7.2S4量子点的玻璃.通过热重-差热分析仪对干凝胶样品的热分解机制进行了分析,并利用X射线粉末衍射仪、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、X射线能量色散谱)、高分辨透射电子显微镜及选区电子衍射对Cu7.2S4量子点在玻璃中的微结构进行了表征,利用飞秒Z扫描技术研究了材料在800 nm的三阶非线性光学性质.结果表明,尺寸在9～21 nm之间的Cu7.2S4纳米晶已经在玻璃中形成,该玻璃展示出了优异的三阶非线性光学性能,其三阶非线性光学折射率(γ)、三阶非线性吸收系数(β)和三阶非线性极化率[χ(3)]分别为1.11×10-15m2/W,8.91×10-9m/W和9.56×10-18m2/V2.

半导体量子点玻璃的研究进展

介绍了半导体量子点材料禁阻类型,详细阐述了共熔法、溶胶-凝胶法、离子注入法等半导体量子点玻璃材料的制备方法,探讨了半导体量子点玻璃的尺寸效应、禁阻效应、库仑阻塞效应和非线性光学效应等特性及其未来应用前景。

半导体CdSSe量子点10K光致发光谱和光吸收谱研究

在 10K温度下 ,通过光致发光和光吸收谱实验研究半导体CdSSe量子点 ,并进行了变温测量 .分析了半导体量子点的量子尺寸效应、量子点电子能级的温度效应。

共熔法在玻璃中生长的半导体量子点的电偶极矩

理论分析了共熔法在玻璃中生长的CdSe0.9S0.1半导体量子点在恒定外场作用下的电偶极矩.由于玻璃介质与量子点的互溶,共熔法在玻璃中生长的量子点是球形梯度量子点,其相对介电常数沿径向的变化可以采用指数函数模拟.在球坐标系中通过分离变量法求解电势满足的方程,得到球形梯度量子点的电偶极矩与量子点体积成正比,以及与半导体和玻璃介电常数的定量关系.

硫硒化镉微晶玻璃制备和非线性光学性质研究

具有明显量子尺寸效应和较大三阶非线性光学效应的CdSxSe1-x(O<x<1)纳米微晶掺杂硅酸盐玻璃已被成功地采用熔融法制备出来了.比较详细地研究了基玻璃组成中B2O3和SiO2的含量;硫硒比以及热处理工艺等因素对玻璃基质中析出CdSxSe1-x纳米微晶性质的影响.同时采用透射电镜表征了玻璃基质中析出CdSxSe1-x微晶的形貌、微晶尺寸的大小与粒径分布,采用吸收光谱、荧光光谱和简并四波混频等分析测试手段表征了这种玻璃的量子尺寸效应和非线性光学特征与热处理工艺的关系,结果表明在这种材料中能清楚地观察到量子尺寸效应和较大的三阶非线性光学效应.此外还对产生量子尺寸效应和三阶非线性光学效应的机理进行了简要的探讨.

含Ag量子点钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

以正硅酸乙酯、硼酸、金属钠为前驱体采用溶胶-凝胶法合成含 Ag 量子点的钠硼硅玻璃。X 射线粉末衍射（XRD） 分析 Ag 量子点具有立方相。通过透射电子显微镜 （TEM） 和高分辨透射电子显微镜 （HRTEM） 测定量子点的尺寸和分布, 结果显示在玻璃中量子点呈规则的球形, 并且尺寸在 5~13 nm 之间。紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱仪得到 Ag 量子点的表面等离子体共振吸收峰大约在 406 nm 附近; 利用飞秒 Z-scan 技术在 800 nm 波长处用飞秒钛宝石激光辐照对 Ag 量子点玻璃的非线性光学性质进行研究, 该玻璃的非线性折射率 γ、 非线性吸收系数 β 和三阶非线性极化率 χ（3）分别为 –1.72×10-17m2/W, 9.96×10-11m/W, 1.01×10-11esu。

玻璃中半导体CdSSe量子点的界面态发光

研究了玻璃中半导体 Cd SSe量子点的界面态发光 .在 10 K温度下 ,通过 PL 和吸收光谱实验 ,研究了半导体Cd SSe量子点 ,并进行了变温测量 .分析了半导体量子点的量子尺寸效应、温度对 PL 和吸收光谱的影响 .实验发现PL 谱中在 1.84e V和 1.91e V有两个尖锐的发光峰 ,且峰位不随量子点尺寸大小变化而漂移 ,这是来源于与量子点尺寸无关的界面态的发光 ;同时 ,界面态的发光强度应与量子点半径成反比 ,实验结果与之相符 .

硅基氧化物发光玻璃及其制备技术研究进展

由于具有高透过率、优异的化学稳定性和易于机械加工等优势,硅基氧化物玻璃是一种理想的基质材料。通过引入不同的发光组分,获得不同光学性能的光功能玻璃被广泛应用于多个领域。然而,这些发光组分在玻璃制备过程中易挥发、分解,稳定性较低,所以功能发光玻璃的制备技术仍面临着新的挑战。本文综述了掺杂铋离子、量子点及荧光粉硅基发光玻璃的发展现状及其制备技术。通过比较高温熔融法、溶胶–凝胶法、固相烧结法及放电等离子体烧结技术(简称SPS)的优缺点,本文着重介绍了SPS技术应用于发光玻璃制备的研究进展及优势,并对这种新制备技术的发展趋势进行了评述和展望。

三阶非线性光学玻璃材料的研究进展

评述了三阶非线性光学玻璃材料的种类、制备方法、基本特性及评价体系、非线性现象的起源、基本原理,几种典型非线性光学材料的潜在应用。简要介绍了该领域国内外的最新研究成果,重点阐述了掺杂CdS,PbS,Au等量子点尺寸、量子点玻璃微结构与光学和非线性光学性质的关系。评述了掺CdS、PbS这两种典型半导体量子点玻璃材料在光波导和激光饱和吸收器等领域的研究进展。指出在掺杂易极化金属,如;Pb,Bi,Nb等纳米团簇,掺杂半导体元素,如:Ge,Si等纳米团簇,掺杂Ⅴ-Ⅵ族半导体化合物,如:In_2Se_3,Bi_2S_3等纳米团簇量子点玻璃中,会有大的量子尺寸效应和非线性光学效应。

非线性光学材料及应用

本文结合材料的微观结构,分别论述了半导体材料,有机材料,玻璃及其掺杂材料的非线性光学效应,并介绍了它们各自的特点及潜在的应用前景。