为了提高紫光CsPbCl3纳米晶的发光热稳定性，研究了不同掺杂浓度的Ni离子对CsPbCl3纳米晶的结构和发光性质的影响。通过改变Ni/Pb进料量比，在190 ℃温度下制备出不同浓度Ni掺杂的CsPbCl3 (Ni∶CsPbCl3)纳米晶。发现随着Ni/Pb进料量比的增加，Ni∶CsPbCl3纳米晶的405 nm发光量子效率得到了较大的提高，高达54%，但当Ni/Pb进料比超过4∶1之后，Ni∶CsPbCl3纳米晶的发光量子效率开始下降，这是由于氯化镍的浓度过高，影响了CsPbCl3纳米晶的成核和生长过程。还观察到，随着Ni/Pb进料比的增加，Ni∶CsPbCl3纳米晶的平均尺寸逐渐减小，晶格变得更加有序。通过对不同浓度的Ni∶CsPbCl3纳米晶的变温光谱测量，发现Ni离子明显地减少CsPbCl3纳米晶的发光热猝灭，有效地改善了其发光热稳定性。实验结果表明，Ni离子掺杂有效地提高了紫光CsPbCl3纳米晶的发光效率，可能归因于Ni离子掺杂减少了CsPbCl3纳米晶中的缺陷。

研究了不同Mn/Pb量比的Mn掺杂CsPbCl3 (Mn∶CsPbCl3)钙钛矿量子点的发光性质。Mn/Pb的量比增加引起的Mn2+发光峰的红移, 被认为是来源于高浓度Mn2+掺杂下的Mn2+-Mn2+对。进一步研究了Mn∶CsPbCl3量子点的发光效率与Mn/Pb的量比之间的关系, 发现随着量比达到5∶1时, 其发光效率明显下降。这种发光效率下降是由于Mn掺杂浓度引起的发光猝灭。Mn∶CsPbCl3量子点的变温发光光谱证实, 随着温度的升高, Mn离子发光峰蓝移, 线宽加宽, 但其发光强度明显增加。

利用热注射法通过调控Cu/Zn比例制备了不同组分的Cu-Zn-In-S/ZnS核壳量子点, 通过紫外-可见吸收光谱以及稳态和时间分辨光谱分析Cu/Zn比例对量子点发光性能的影响.结果表明, 不同组分Cu-Zn-In-S/ZnS核壳量子点呈现闪锌矿结构且晶粒尺寸接近;随着Cu/Zn比例的减小, Cu-Zn-In-S/ZnS核壳量子点的带隙变宽, 导致吸收光谱发生蓝移;当Cu/Zn比例从6/1减小到1/6时, 量子点的发光峰位从640 nm蓝移529 nm.由于Zn2+替代Cu+能够减少Cu原子缺陷的形成, 从而提高了量子点的荧光效率;当Cu/Zn=1/6时, 样品中观测到Cu+离子发光和较长的荧光寿命.

制备了Mn掺杂Zn-In-S量子点并研究了Zn/In的量比和反应温度对其发光性质的影响。在Mn掺杂的Zn-In-S量子点的发光谱中观测到一个600 nm发光带。通过改变Zn/In的量比,掺杂量子点的吸收带隙可从3.76 eV(330 nm)调谐到2.82 eV(440 nm),但600 nm发光峰的波长只有略微移动。这些掺杂量子点的最长荧光寿命为2.14 ms。当反应温度从200 ℃增加到230 ℃时,掺杂量子点的发光强度增加并达到最大值;而继续升高温度至260 ℃时,发光强度迅速减弱。此外,测量了Mn掺杂Zn-In-S量子点的变温发光光谱。发现随着温度的升高,发光峰位发生蓝移,发光强度明显下降。分析认为,Mn掺杂Zn-In-S量子点的600 nm发光来自于Mn2+离子的4T1和6A1之间的辐射复合。

利用胶体化学方法合成了发光波长可调的Cu掺杂量子点,其波长范围可从绿光到深红光连续调节。通过将绿光ZnInS∶Cu和红光ZnCdS∶Cu量子点与蓝光GaN芯片相结合,制备了高显色性的白光LED,其流明效率为71 lm·W-1,色温为4 788 K,显色指数高达94,CIE色坐标为(0.352 4,0.365 1)。通过测量Cu掺杂量子点的荧光衰减曲线,发现不存在从绿光ZnInS∶Cu到红光ZnCdS∶Cu量子点的能量传递过程,因为红光ZnCdS∶Cu量子点在绿光波段没有吸收。 实验结果表明,Cu掺杂量子点有望应用于固态照明领域。

量子点(QD)照明器件中电流导致的焦耳热会使其工作温度高于室温?因此研究量子点的发光热稳定性十分重要。本文利用稳态光谱和时间分辨光谱研究了具有不同壳层厚度的Mn掺杂ZnSe(Mn:ZnSe)量子点的变温发光性质, 温度范围是80~500 K。实验结果表明, 厚壳层(65单层(MLs))Mn∶ZnSe量子点的发光热稳定性要优于薄壳层(26 MLs)的量子点。从80 K升温到400 K的过程中, 厚壳层Mn∶ZnSe量子点的发光几乎没有发生热猝灭, 发光量子效率在400 K高温下依然可以达到60%。通过对比Mn∶ZnSe量子点的变温发光强度与荧光寿命, 对Mn∶ZnSe量子点发光热猝灭机制进行了讨论。最后, 为了研究Mn∶ZnSe量子点的发光热猝灭是否为本征猝灭, 对具有不同壳层厚度的Mn∶ZnSe量子点进行了加热-冷却循环(300-500-300 K)测试, 发现厚壳层的Mn∶ZnSe量子点的发光在循环中基本可逆。因此, Mn∶ZnSe量子点可以适用于照明器件, 即使器件中会出现不可避免的较强热效应。

测量了CdSe/ZnS (3 ML)核/壳结构及CdSe/CdS (3 ML)/ZnCdS (1 ML)/ZnS (2 ML) 核/多壳层结构量子点在80～460 K范围内的光致发光光谱, 研究了壳层结构对CdSe量子点发光热稳定性的影响。详细地分析了CdSe量子点的发光峰位能量、线宽和积分强度与温度之间的关系, 发现CdSe量子点的发光热稳定性依赖于壳层结构。CdS/ZnCdS/ZnS多壳层结构包覆CdSe量子点在低温和高温部分的热激活能均大于ZnS壳层包覆的CdSe量子点, 具有更好的发光热稳定性。此外, 在300-460-300 K加热-冷却循环实验中, CdS/ZnCdS/ZnS多壳层结构包覆CdSe量子点的发光强度永久性损失更少, 热抵御能力更强。

研究了倒置器件结构以及CdSe量子点发光材料与金属纳米粒子之间的相互作用对量子点的电致发光性能的影响。利用TiO2作为电子传输/注入层，成功地制备了倒置结构的量子点电致发光器件。通过对单载流子器件电压-电流特性的分析，证明了ITO作为阴极到TiO2的电子注入特性与Al作为阴极时的效果几乎相同。观察到金属纳米粒子产生的局域等离子体效应提高了器件的效率，使得效率随电流增大而降低的速度明显减小。在电流密度为200 mA/cm2时，电致发光器件的效率大约提高了42%。

测量了红色和深红色发光的ZnCuInS量子点在100～300 K温度范围内的光致发光光谱，研究了ZnCuInS量子点的发光机理，对ZnCuInS量子点的发光峰值能量、线宽和积分强度与温度的关系进行了细致的分析。在ZnCuInS量子点中观察到一种反常的发光峰值能量随着温度升高而增加的现象，同时发现ZnCuInS量子点的发光线宽很宽，约为300 meV，拟合积分强度与温度的关系曲线所得到的激活能为100 meV。这些结果表明，ZnCuInS量子点的发光不可能只来源于一种发光中心，而应该是来源于ZnCuInS量子点内部及表面的多种缺陷相关的多种发光中心组合。