硅基探测器具有稳定可靠、暗电流低、响应度高、价格低廉等优点，被广泛应用于光电探测等领域。针对硅基探测器在紫外波段探测能力有限的问题，设计了一款可增强硅基探测器在紫外波段探测能力的聚光结构。首先，利用ZnCdS∶Mn/ZnS量子点的荧光特性将吸收的紫外光转化为可见光。然后，配合短波通截止滤色膜使探测器在260~400 nm波段的外量子效率均大于20%，响应时间限制在ms量级，暗电流限制在pA量级。实验结果表明，使用量子点层的聚光结构能明显改善硅基探测器在紫外波段的探测能力，通过改变量子点的尺寸还可以在紫外波段实现探测范围可调的硅基探测器。

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。

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。

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。