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
负责人:
郭睿倩
依托单位:
学科分类:
半导体光电子器件与集成
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭睿倩
中文摘要
随着量子点技术的发展与应用,量子点白光LED将成为下一代照明光源,具有节能、环保、高光效等优势。目前,二/三元合金量子点的能带宽可调范围受到组分的限制,而四元或四元以上合金量子点,其组分控制和能带调节具有更大的灵活性和发展空间;但是,基于Ga族的四元或四元以上合金量子点的研究工作几乎未见系统报道。本项目重点研究基于Ga族高效多元合金量子点的设计与合成,开发新型高效多元合金量子点合成技术,希望首次获得一系列光谱可调谐的Ga族新型多元合金量子点,拓宽量子点体系,以期为量子点的能带调控提供新思路;并基于上述固态/液态合金量子点及量子点基荧光水凝胶膜进行不同类型的新型白光LED器件构筑,研究其发光物理过程及其光、电、热等特性,并对其进行光谱模拟及光度优化;同时,重点对量子点激子模型的构建、禁带宽度和电子结构的确定、载流子能量转移机理及多发射竞争机制展开研究;有望为新一代全光谱白光照明提供技术支撑。
英文摘要
With the development of quantum dot-based technology, quantum dot white LED will become the next generation of lighting source, because of their advantages such as energy saving, green production, high luminescence efficiency, and high lighting stability, etc. At present, the tunable range of energy bandgap of binary and ternary alloyed quantum dots is limited by the composition, while the composition control and energy bandgap adjustment of quaternary or above alloyed quantum dots have greater flexibility and development space; however, the research work of quaternary or above alloyed quantum dots based on Ga elemnet has hardly been reported systematically. This project focuses on the design and synthesis of Ga-based high-efficiency multicomponent alloyed quantum dots and the development of new synthesis technology. It is hoped that a series of spectral tunable Ga-based multi-element alloyed quantum dots will be obtained for the first time, and the quantum dot system will be widened in order to provide new ideas for the band regulation of quantum dots. The luminescence mechanism is mainly studied, including the construction of exciton model of alloyed quantum dots, the determination of bandgap width and electronic structure, carrier energy transfer mechanism and the multi-emission competition mechanism. In this study, three kinds of QD-WLEDs based on Ga group multicomponent alloyed QDs and QD/PAAm hydrogel film are fabricated and their spectral optimization are simulated, which can provide technology support for novel full-spectrum WLED.
本项目围绕基于Ga族多元合金量子点及量子点基荧光水凝胶膜的白光LED构筑、发光机理及其光度优化展开研究。主要研究内容包括三个方面:1)高性能多元合金量子点材料(特别是Ga族多元合金量子点)的设计、制备及发光机制研究;2)基于固态/液态高效多元合金量子点及量子点基荧光水凝胶膜的白光LED(QD-WLED)的构筑、光电热特性及其发光机理研究;3)不同类型QD-WLEDs的光谱模拟及光度优化。取得了以下主要成果:.1)发展了新型多元合金量子点制备技术并对不同工艺条件进行优化,成功获得一系列适合用于白光LED的绿色环保高性能(量子产率最高达90%)的多元合金量子点发光材料(I-II-III-VI族、III-V族、多元金属卤化物量子点等);.2)采用将多色量子点嵌入水凝胶的方式,把量子点优异的光学特性与水凝胶的力学特性相结合,获得具备有序“分级”微结构的高性能量子点基复合荧光膜,提供了一种新的白光LED解决方案,而且使柔性LED器件的制备成为可能;.3)提出了量子点核壳界面调控机制;确定了量子点荧光增强的发光机理以及高显色指数白光LED器件的发光物理过程,建立了相关的发光理论模型;.4)完成了固态、液态和复合荧光膜QD-WLED原型器件(显色指数CRI>90)的构筑及其光、电、热等特性研究;同时,通过仿真实验和光谱优化,确定了最优仿真方案;.5)以通讯作者发表SCI论文25篇;申请专利2项;组织并参加国内外学术会议20余次并多次做学术报告;.6)培养博士后1名,指导博士、硕士研究生10余名,其中,多名研究生荣获国家奖学金、校学术之星和上海优秀毕业生荣誉;指导5名本科生毕业论文,成绩均为优秀;.7)荣获“海洋王”奖教金、“豪尔赛”奖教金等。
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
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批准号:61675049
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2016
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负责人:郭睿倩
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依托单位:
高显色性量子点白光LED发光材料及器件研究
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批准号:61377046
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项目类别:面上项目
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资助金额:82.0万元
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批准年份:2013
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负责人:郭睿倩
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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
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批准号:61144010
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2011
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负责人:郭睿倩
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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
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批准号:60606018
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2006
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负责人:郭睿倩
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依托单位:
国内基金
海外基金