Mik a fotolumineszcencia és az elektrolumineszcencia kvantumpontjainak alkalmazási területei?

A félvezető nanokristályok számos új fizikai jelenségének felfedezése után [1-5] számos lehetséges alkalmazást fedeztek fel kvantumpontok (QD) használatával. A kvantumzáró hatásnak és a kvantumméret-hatásnak köszönhetően a félvezető kvantumpontok a széles gerjesztési spektrum, a keskeny félérték-szélesség, az állítható hullámhossz és az oldatfeldolgozás stb. Jellemzőivel rendelkeznek, amelyekre nagy figyelmet fordítottak [6-9]. Több mint 30 éves fejlesztés után a kvantumpontú anyagok elérték a&"zöld szintézis útvonalat &", és teljesítményük fokozatosan javult, lehetővé téve az iparilag előállított termékek előállítását és szállítását. Jelenleg kereskedelmi célú fotolumineszcens eszközöket fejlesztettek ki, és ezt az eszközsorozatot LED -es világításban használták. És jelenítse meg a mezőt [10-12]. Különösen a megjelenítési területen a kvantumpontok, például a cdse rendkívül keskeny vonalszélességgel, nagy színtelítettséggel és erős színvisszaadási képességekkel rendelkeznek az objektumok esetében, amelyek elérhetik az ntsc színskála több mint 120% -át [13,14], ami a legtöbb TV -t okozza a világban A gyártók és a mobiltelefon -képernyők szállítói keresik. Amióta a SONY 2013 -ban kiadta az első kvantum -pont TV -t, az olyan vállalatok, mint a TCL, a Samsung, az LG és a Nanojing Technology számos kvantumpont -terméket bocsátottak ki, amelyek számos területet lefednek, mint például a TV -k, mobiltelefonok és számítógép -monitorok [15,16]. A 2018 -as CES -kiállításon az Egyesült Államokban a TCL, a Hisense és más vállalatok a kvantumpont -megjelenítési technológiát szorgalmazták, ami minden bizonnyal elősegíti a kvantumpont -kijelző további fejlődését és növekedését. Becslések szerint 2025 -ben a kvantumpontos kijelzők a piac több mint 30% -át foglalhatják el [17].

Ez az áttekintés a kvantumpontok fotolumineszcencia és elektrolumineszcencia alkalmazásokban való alkalmazására összpontosít, magas színvonalú világítási és megjelenítési technológiákban. A kvantumpontok kifejlesztése a kezdeti megvilágítástól napjainkig a kereskedelmi alkalmazások szakaszába lépett' fotolumineszcenciás, nagy színskálájú kijelző háttérvilágítása. A következő szakaszban elképzelhető, hogy a kvantumpontok költségének fokozatos csökkentése, a nagyméretű szintézis, valamint a QD Vision, a Samsung és az LG által a kvantumpont-elektrolumineszcenciában tett erőfeszítések tovább támogatják a nagy területű elektromosság kvantumpontokból. Elektrolumineszcens eszközök kereskedelmi forgalomba hozatala.

2. Kolloid kvantumpontok

A kolloid kvantumpontok rendszerint az oldatban szintetizált és feldolgozott nano méretű kristályokra utalnak [18], amelyek egyenletesen eloszlathatók az oldatban. A kvantumpontok felületét szerves ligandumok rétege borítja, a ligandumokat koordinációs kötések kötik össze. A kvantumpont felszínére. A leggyakoribb kvantumpontok a félvezető nanorészecskék, amelyek II-VII csoportból (cdse, cds, Znse, cds, Pbs, Pbse), III-VI csoportból (InP, InAs) vagy I-III-VII csoportból (cuIns2, AgIns2) állnak. Ha különböző elemeket és ligandumokat kombinál a szintézisben, különböző morfológiájú és tulajdonságú kvantumpontok kaphatók [19,20].

A kvantumméret-effektus és a kvantumzáró hatás miatt az előkészített kvantumpontok méretének egyszerű beállításával a spektrum lefedheti az összes hullámhosszat a kéktől a közeli infravörösig [21-23]. Például a kadmium -szelenid kvantumpontok, amikor a szintetikus részecskék mérete 2 nm -ről 8 nm -re nő, ultraibolya fényben, színe kékről vörösre változhat [24]. Jelenleg a kadmium-alapú kvantumpontok kiváló teljesítménynek bizonyultak [25], és a kadmiumból, cinkből, szelénből, kénből és más elemekből álló kvantumpontok a pályázati szakaszba léptek. Ugyanakkor a kadmiummentes kvantumpontok, például az InP [26] is a kutatás előrehaladásának folyamatában vannak; a perovskit kvantumpontok jelenleg is népszerű kutatási rendszer, de a perovskit kvantumpontok stabilitása továbbra is problémát jelent. Ez az áttekintés a kolloid félvezető kvantumpontokra összpontosít.

2.1. A kvantumpont szintézis fejlesztése

A kvantumpontok szintézise döntő szerepet játszott a kvantumpontok kialakulásában. Csak stabil és megbízható kvantumpontok érhetők el, amelyek megalapozzák a kutatást és az ipari alkalmazásokat. A kvantumpontok szintézisrendszere szerint vízfázisra és olajfázisra oszlik, de a vízfázisban szintetizált kvantumpontok stabilitása gyenge, a kvantumhozam alacsony, a méreteloszlás széles, és könnyen agglomerálódik és kicsapódik, és fokozatosan megszűnik [27]. Az olajfázisú rendszerben, amely rendszerint 120-360 ° C hőmérsékletű szerves, magas forráspontú oldószert is tartalmaz, a prekurzor reagál, és kvantumpontokat képez, és leállítja a növekedést későbbi hűtéssel [25,28,29]. 2001-ben Peng [29] és mások sikeresen készítettek kiváló minőségű cdse, cd és cdte kvantumpontokat kadmium-oxid felhasználásával, amelynek alacsony toxicitása és reaktivitása van. Aztán 2002-ben egy nem koordináló oldószerrendszert [30] javasoltak, amely jelenleg a leggyakrabban használt rendszer. A széles oktadecénrendszer, ez az alacsony olvadáspontú, magas forráspontú oldat sikeresen elkészítette a cds kvantumpontokat Ar atmoszférában. Ezt a szintézisrendszert nem kell vízmentes környezetben reagálni, és a reakció enyhe, a kristálymag minősége könnyen szabályozható, a kísérlet reprodukálhatósága jó, az előkészítési folyamat egyszerűsödik, és az úgynevezett [ GG] "zöld szintézis útvonal"&". Jelenleg tudományos és ipari értelemben mindet ezzel a módszerrel szintetizálják.

Az elmúlt 10 évben a mikroreakciós módszert is fejlesztették. Ezzel a módszerrel nagy mennyiségben lehet nanokristályokat előállítani, és jól lehet ellenőrizni a fizikai és kémiai tulajdonságokat. A reaktor szabályozhatóságának növekedése miatt a valós időben elemezhető érzékelők integrálása az egyes folyamatlépésekben és az algoritmus optimalizálása a kimenet növelése érdekében lehetővé tette ezt a fejlesztést [31,32]. A nanokristályos kolloidokat sikeresen szintetizálták olyan mikroreaktorokban, mint a cdte, cdse, InP [33,34], sőt a cdse/Zns és Znse/Zns core/shell kvantumpontok [35]. Bár a mikroreaktoros módszer helyettesítheti a szakaszos szintézist, további fejlesztésekre van szükség a bonyolultabb összetételű, formájú és szabályozható fluoreszcens tulajdonságokkal rendelkező nanokristályok szintetizálásához.