Исследование катодолюминесцентных характеристик квантовых точек Маджма Худа Халид Хамид

Краткое описание

Маджма, Худа Халид Хамид.
Исследование катодолюминесцентных характеристик квантовых точек : диссертация ... кандидата технических наук : 01.04.04 / Маджма Худа Халид Хамид; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»]. - Долгопрудный, 2020. - 111 с. : ил.
Оглавление диссертациикандидат наук Маджма Худа Халид Хамид
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Глава
Квантовые точки (обзор литературы)
1.1. Квантовые точки как наноструктурные материалы
1.2. Квантово - Размерные Свойства
1.3. Коллоидные квантовые точки и методы их получения
1.3.1. Мицеллярный синтез ККТ
1.3.2. Высокотемпературный коллоидный синтез
1.3.3. Метод высокотемпературного коллоидного синтеза квантовых точек полупроводников типа А111 Бу
1.3.4. Гидрофильные полупроводниковые квантовые точки
1.3.5. Рефлюксинг
1.3.6. Гидротермальный метод
1.3.7. Микроволновой метод
1.3.8. Замена гидрофобных лигандов на гидрофильные
1.3.9. Создание вторичной водорастворимой оболочки
1.3.10. Микрореакторный синтез
1.4. Люминесценция квантовых точек
1.4.1. Применение квантовых точек в катодолюминесценции
1.5. Применение квантовых точек
1.5.1. Материалы для лазеров
1.5.2. Материалы для светодиодов
1.5.3. Материалы для солнечных батарей
1.5.4. Материалы для полевых транзисторов
1.5.5. Использование в качестве биометок
Глава
Методика и техника эксперимента
2.1. Экспериментальная вакуумная установка
2.2. Способ нанесения люминофоров
2.3. Суть метода состоит в следующем
2.3.1. Исследование характеристик люминофоров при помощи РЭМ
2.3.2. Исследование характеристик люминофоров в вакуумной камере.

Глава
Результаты экспериментов
3.1. Структура коллоидных квантовых точек
3.2. Элементный анализ квантовых точек
3.3. Катодолюминисценция квантовых точек
3.3.1. Влияние кремнийорганического модификатора квантовой точки CdZnS/ZnS ^^ c длиной волны 390нм на катодолюм-инесцентный режим
3.3.2. Катодолюминесцентные (СЬ) свойства квантовых точек CdS
Глава
Разработка катодолюминесцентных ламп с люминофорами на основе квантовых точек
4.1. Конструкция катодолюминесцентный пальчиковой лампы
4.2. Технология сборки катодно-модуляторного узла
4.3. Эмиссионные характеристики катодолюминесцентных ламп
4.4. Схема управления катодолюминесцентными лампами
Заключение
Список литературы
Основное содержание диссертации отражено в следующих работах
список рисунков
Рис. 1.1. Сдвиг края полосы поглощения и максимума спектра люминесценц-ии квантовых точек CdSe при изменении их среднего размера коллоидных квантовых точек, нанометров: 1-5,5; 2-4,8; 3-4,0; 4-3,5; 4-3,0. [14]
Рис.1.2. Электронная структура массивного полупроводника (слева) и схема электронных переходов в квантовой точке (справа) между соответствующими электронно-дырочными состояниями [14]
Рис.1.3. Схематичное строение и зонная диаграмма для квантовых точек ядро-оболочка с гетеропереходом типа1 и типа
Рис.1.4. Влияние квантового ограничения на спектр, соответствующий электронной плотности различных типов квантовых структур. Электронная плотность состояний для (а) трехмерного полупроводника, (Ь) двумерного квантовая яма, (с) одномерная нанопроволока или нанотрубка и (ф) 00 квант точка [17]
Рис.1.5. Схематический процесс синтеза квантовых точек показан ниже
[18]
30
Рис.1.6. Структура частицы Сй$>ерадиусом 7 А до (а) и после оптимизации
атомной геометрии (б)[19]
31
Рис.1.7. Схема излучения КТ в простой (а) и сложной (Ь) структуре
Рис. 1.8. Пленка из многооболочечных КТ.

Рис. 1.9. Спектр поглощения и переизлучения пленки КТ.

Рис. 1.10. Схематическое изображение стабилизации пленки

Рис. 1.11. Можно увидеть, что стабилизация пленки приводит к заполнению пространства между КТ и создания небольшого защитного слоя толщиной около 10нм на ее поверхности
Рис.1.12 Спектры поглощения и переизлучения пленки
Рис. 1.13. (а) Схема катодолюминесценции KT (b) 1 мкА/смА2 (c) 2 мкА/смА12 [125]
Рис. 1.14. Использование квантовых точек в лазерах [128]
Рис.1.15. Использование квантовых точек в светодиодах [137]
Рис.1.16. Использование квантовых точек в солнечных батареях
Рис.1.17. Использование квантовых точек в полевых транзисторах
Рис.1.18. Пример использования K T в полях в качестве динамических тегов
Рис.2.1. Схема экспериментальной установки
Рис. 2.2. Agilent TV 301 NAV и его управляющий блок
Рис. 2.3. Agilent Valcon Plus 500 StarCell и его управляющий блок
Рис. 2.4. Ионизационный вакуумметр Varian IMG 100 и его управляющий блок
Рис. 2.5. Источники высокого напряжения, применявшиеся в данной работе Сами использованные источники высокого напряжения оборудованы системой стабилизации тока и напряжения и при необходимости могут управляться с лабораторного ПК
Рис. 2.6. Электронный многофункциональный осциллограф Tektronix TDS 2014С
Рис. 2.7. Общий вид вакуумной установки
Рис.2.8. Осаждение образцов люминофора
7
Рис.2.9. Общее расположение оптических коллекторов с использованием параболоидалъного зеркала в камере РЭМ
Рис. 2.10. Схема экспериментальной установки на диодной конструкции для энергетических и спектральных характеристик УФ катодолюминофора
Рис. 2.11. Внешний вид спектрометра Ocean Optics USB4000
Рис.2.12. Принципиальная схема спектрофотометра
Рис.3.1. Внешний вид осажденной пленки с квантовыми точками (30кВ, 10^m)
Рис.3.2. Фрагмент пленки с квантовыми точками (30кВ, 100^m)
Рис 3.3. Отдельные фрагменты пленки содержащие квантовые точки (30кВ, 10pm)
Рис 3.4. Рентгеновская диффакция от ансамблей коллоидных КТ CdS при размерах (Ъ0.5 нм).[139]
Рис.3.5. Атомно-силовая микроскопия квантовых точек на кремниевой подложке. а)-рельеф б)-распределение жесткости
Рис.3.6. Атомно-силовая микроскопия квантовых точек на кремниевой подложке. (а) 3Д рельеф поверхности нанесенных квантовых точек (б). Рельеф
Рис.3.7. Сечение рельефа вдоль голубой линии (поперек граней террас)
Рис.3.8. Элементный состав квантовой точки CdS . а) таблица элементов. б) Диаграмма состава в зависимости от энергии падающего пучка электронов
Рис.3.9. Элементный состав квантовой точки InSb. А) таблица элементов. Б) Диаграмма состава в зависимости от энергии пучка электронов
Рис.З.10. РЭМ-изображение образцов нанесённых квантовых точек CdZnS/ZnS (ГТ) [123,141]
Рис.З.11. Левая картинка: готовый образец с квантовыми точками. Правая картинка: образец перед установкой в вакуум (контакты еще не обрезаны для наглядности .[123]
Рис. З.12. Микроснимки SEM квантовых точек CdS [123]
Рис. 3.13. Типичный CL-спектр, полученный от квантовых точек CdS. А-рас-тровый электронный микроскоп. Б- автоэлектронный микроскоп
Рис.4.1. Схема катодолюминесцентной лампы с автоэмиссионным катодом из полиакрилонитрильного углеродного волокна
Рис.4.2. Увеличенное изображение углеродного волокна в отверстии модулятора (диаметр отверстия 1мм)
Рис. 4.3. Травление пучка углеродных волокон коронным разрядом на воздухе, а - до травления. б - после травления
Рис.4.4. Внешний вид прототипа катодолюминесцентных ламп с люминофором на основе квантовых точек с автокатодом из пучка полиакрилонитрильных углеродных волокон
Рис.4.5. Структура катодно-модуляторногоузла
Рис.4.6. Техника изготовления катода
Рис.4.7. Нанесение аквадага на торец
Рис.4.8. Зависимости анодного тока от напряжения на катоде после 10 мин работы. I-UA=10кВ; 2-Ш=7кВ; 3-Ш=5кВ
Рис.4.9. Зависимости анодного тока от напряжения на катоде после. А) - 3 часов работы. Б) - 10 часов работы. I-UА=10кВ; 2-ПА=7кВ; 3-UА=5кВ
Рис.4.10. Зависимость тока анода.(а) и модулятора.(б) от времени
Рис.4.11. Схема управлсния автоэмиссионным током катода катодолюмипес-центной пальчиковой лампы