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基于单相双发射量子点的新型白光LED关键技术及相关机理研究

批准号:
61675049
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
郭睿倩
依托单位:
学科分类:
光子与光电子器件
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈国平、徐蔚、李福生、张万路、陈秋行、杨武、梅时良、贺良杰、朱嘉弢

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
量子点材料具有尺寸依赖的光电学性质,较高的荧光量子效率和光化学稳定性,在新型固态照明LED领域具有极大的应用前景,成为目前新型LED发光材料的研究热点。量子点LED由于发光性能良好、使用寿命长,有望逐步取代传统照明电器成为新的“绿色”发光光源。本项目利用以能带工程为手段的量子点材料新型合成方法,即将核壳包覆、掺杂与合金化技术相结合,以与尺寸效应不一样的新途径来调节量子点材料的电子能级结构,从而获得具有与原量子点不一样的独特性质的单相双发射量子点新材料;在此基础上,进行新型量子点白光LED器件的组装,实现高质量的白光输出,具有较强的现实应用价值。同时,我们还深入研究核壳结构量子点的生长机理;探索掺杂和合金化对量子点电子能级结构的影响规律,确定相关的量子点发光机理和双发射竞争机制,为基于单相双发射量子点的新型高质量白光LED在未来的显示和照明领域扮演重要角色提供理论和技术基础。
英文摘要
Quantum dots (QDs) are bandgap-tunable materials by the size, and as a result, their fluorescence characteristics can also be varied. QDs have several optical merits, such as a narrow and symmetric emission spectrum and outstanding photochemical stability. For this reason, QDs have found many applications in light-emitting diodes (LEDs). The band structure of QDs can be controlled by shell coating, doping and alloying to obtain a series of dual emitting QDs. A white LED (WLED) lamp can be fabricated using a commercial blue-LED chip combined with the QDs phosphors as color converters. As-fabricated WLED showed improved color rendering properties, compared to commercial ones. These results indicate that these single-phase QDs phosphors are promising as versatile light-emitting materials for solid-state lighting applications, because of the flexibly tunable dual emission position in the Vis-to-NIR region. In addition, the formation mechanism of the core-shell structure and the emission mechanism of the doped and alloyed QDs are studied.
本项目围绕基于单相双发射量子点的新型高质量白光LED的关键技术及相关机理展开了系统的研究。主要研究内容包括单相双发射量子点材料的设计与制备、双发射量子点材料的可控生长及发光机理研究、量子点白光LED器件的组装及其性能研究三个方面,取得了以下主要成果:.1)通过掺杂、核壳结构和合金化三个能带工程手段的结合,发展了一种绿色环保单相双发射量子点的新型制备技术。.2)通过优化合成工艺,研究了单相双发射量子点的可控生长,实现了对量子点能带结构的合理调控,获得了高稳定性、高量子产率(最高可达约80%)的单相双发射量子点发光材料。.3)探索了掺杂和合金化对量子点能带结构的影响,确立了单相双发射量子点发光机理、双发射竞争机制以及自吸收现象的改进机制。.4)完成了基于双发射量子点的白光LED器件的组装,优化了器件结构参数,研制了高性能量子点白光LED器件(显色指数CRI>85,色质指数CQS>85),为新型高质量白光LED在未来的显示和照明领域扮演重要角色提供理论和技术基础。.5)申请专利3项,成果转化1项;发表学术论文30余篇;参加国内外学术会议20余次;联合培养博士后1名,博士、硕士研究生10余名;多名博士、硕士荣获国家奖学金;1名博士荣获校学术之星特等奖;指导13名本科生毕业论文,其中4名本科生毕业论文入选《复旦大学优秀本科生毕业论文选编》;荣获海洋王奖教金、豪尔赛照明奖、长春光学会议优秀海报奖、陆宗霖奖教金、“钟扬式”好老师等荣誉;主编专著1本,参编著作1本。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Microwave-Assisted Heating Method toward Multicolor Quantum Dot-Based Phosphors with Much Improved Luminescence
微波辅助加热方法可显着改善发光性能的多色量子点荧光粉
DOI: 10.1021/acsami.8b06323
发表时间: 2018
期刊: ACS Applied Materials & Interfaces
影响因子: 9.5
作者: [Zhou Ding, Wang Yi, Tian Pengfei, Jing Pengtao, Sun Maolei, Chen Xi, Xu Xiaowei, Li Di, Mei Shiliang, Liu Xiaoyan, Zhang Wanlu, Guo Ruiqian, Qu Songnan, Zhang Hao]
通讯作者: Zhang Hao
Color-tunable optical properties of cadmium-free transition metal ions doped InP/ZnS quantum dots
无镉过渡金属离子掺杂InP/ZnS量子点的颜色可调光学特性
DOI: 10.1016/j.jlumin.2019.04.040
发表时间: 2019-08-01
期刊: JOURNAL OF LUMINESCENCE
影响因子: 3.6
作者: [Mei, Shiliang, Wei, Xian, Guo, Ruiqian]
通讯作者: Guo, Ruiqian
Amphipathic carbon dots with solvent-dependent optical properties and sensing application
具有溶剂依赖性光学特性的两亲性碳点和传感应用
DOI: 10.1016/j.optmat.2019.01.021
发表时间: 2019-03-01
期刊: OPTICAL MATERIALS
影响因子: 3.9
作者: [Mei, Shiliang, Wei, Xian, Guo, Ruiqian]
通讯作者: Guo, Ruiqian
Narrow band-gap cathode Fe3(PO4)2 for sodium-ion battery with enhanced sodium storage
钠离子电池用窄带隙正极 Fe-3(PO4)(2) 增强储钠能力
DOI: 10.1016/j.colsurfa.2020.124561
发表时间: 2020-04-20
期刊: COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS
影响因子: 5.2
作者: [Dai, Hanqing, Xu, Wenqian, Zhang, Guoqi]
通讯作者: Zhang, Guoqi
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    基于Ga族多元合金量子点及量子点基水凝胶膜的白光LED构筑、发光机理及其光度优化
    • 批准号:
      62074044
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      59.0万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      郭睿倩
    • 依托单位:
    高显色性量子点白光LED发光材料及器件研究
    • 批准号:
      61377046
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      82.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      郭睿倩
    • 依托单位:
    过渡金属掺杂Zn族核壳量子点材料及其发光器件(QD-LED)关键问题研究
    • 批准号:
      61144010
    • 项目类别:
      专项基金项目
    • 资助金额:
      20.0万元
    • 批准年份:
      2011
    • 负责人:
      郭睿倩
    • 依托单位:
    半导体量子点量子阱/聚合物复合薄膜光电材料与器件
    • 批准号:
      60606018
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      27.0万元
    • 批准年份:
      2006
    • 负责人:
      郭睿倩
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金