新型蓝光CuAlInS量子点的制备、表征及应用

The non-toxic and Cd, Pd-free CuInS2 quantum dots are “green” for environment. It is difficult to synthesis of blue-emitting CuInS2 quantum dots by the size-controlling. Therefore, the application was limited. The limitation will be solved through the synthesis of novel, non-toxic, blue-emitting CuAlInS quantum dots uses the method of Al-doped CuInS2 quantum dots. This is significant for fabricating the non-toxic “green” and lowcost display device. The project will research two science (or key) issues as following. First is building and revealing the luminous mechanism; Second is enhancing the carrier mobility of CuAlInS quantum dots. The carrier mobility will be enhanced by the halide-based ligand exchange. Based on the research above, the CuAlInS QD-LED will be fabricated. The method of improving the luminous efficiency and brightness will be present.

CuInS2量子点是一种无毒，不含Cd，Pb等重金属的材料，符合“绿色”环保理念。然而由于该量子点通过尺寸调控很难发射蓝光，这在很大程度上限制了其一些方面的应用。采用Al掺杂CuInS2量子点的方法制备新型发射蓝光的无毒材料CuAlInS量子点，突破CuInS2量子点很难发射蓝光的局限。采用CuAlInS量子点制备无毒量子点LED，突破目前蓝光材料制备困难、主体材料有毒的局限性，对制作无毒“绿色”、低成本的显示器件具有重大意义。本项目重点针对两个科学（或关键）问题进行研究，一是建立CuAlInS量子点的能级结构，揭示其发光机理；二是提高载流子迁移率。基于卤化物的CuAlInS量子点表面配体交换，从而提高其载流子迁移率。在此基础上，制作无毒CuAlInS量子点LED，提出改善发光效率和亮度的方法。

本项目的研究主要围绕着基于CuInS2量子点的新型无毒CuAlInS量子点的制备方法进行，并对CuInS2量子点及CuAlInS量子点材料开展了量子点发光二极管的相关研究。本项目采用Al掺杂CuInS2量子点的方法制备了CuAlInS量子点。采用无毒CuAlInS量子点制备量子点发光二极管。以合成CuInS2量子点的合成条件为基础,探究合成CuAlInS量子点的优化条件。通过理论计算得出了高压下的CsSi6 的晶体结构,这一研究为CuAlInS量子点的理论研究及其结构预测奠定了研究基础。合成了CuInS/ZnS量子点，其光致发光量子产率高达80%，并制得外量子效率为7.8% 的CuInS/ZnS量子点发光二极管，提高了基于CuInS2量子点发光二极管的性能。