[发明专利]一种识别单量子点光致发光闪烁机制的方法

说明书

本发明公开了识别单量子点光致发光闪烁机制的方法，利用脉冲激光器激发单量子点，并利用时间分辨的单光子计数系统对单量子点的光致发光光子进行时间标记的单光子计数；利用单量子点的光致发光强度轨迹曲线、光致发光衰减曲线及单指数函数拟合曲线、光致发光强度‑辐射率分布图，最终确定量子点的光致发光闪烁机制。本发明通过有效地识别钙钛矿量子点的光致发光闪烁机制，能够帮助采用相应策略来有效抑制钙钛矿量子点的光致发光闪烁，从而有效地提高钙钛矿量子点的发光效率和光稳定性。钙钛矿量子点光致发光闪烁机制的有效识别对于制备高质量的钙钛矿量子点及其相关应用具有非常重要的意义。

技术领域

本发明涉及半导体发光材料技术领域，特别涉及一种识别单量子点光致发光闪烁机制的方法。

背景技术

卤化钙钛矿量子点具有造价低廉易于加工且其光电特性对缺陷和表面俘获具有较高的免疫性，从而具有非常高的光致发光量子产率。能够被广泛地应用于发光二级管、太阳能电池、激光器、探测器、量子光源等器件的制备，因而受到人们的广泛关注。但是，在钙钛矿单量子点的光致发光强度能够在亮态和暗态之间发生随机性地切换，即为光致发光闪烁。光致发光闪烁极大地限制着钙钛矿量子点在各种器件上的应用。

钙钛矿量子点发生光致发光闪烁源于两种机制，分别为非辐射俄歇复合和表面俘获诱导的非辐射复合。非辐射俄歇复合机制是由于钙钛矿量子点的充电和放电过程导致的光致发光闪烁。当量子点充电后，能够触发非辐射俄歇复合能够导致光致发光的猝灭。当充电的量子点进行放电后转变为中性的量子点则光致发光强度即可恢复。表面俘获诱导的光致发光闪烁机制是由于量子点表面俘获为量子点的激子提供非辐射复合通道，从而淬灭量子点的光致发光。由于表面俘获态的活化与退活化诱导的非辐射复合率的不断变化，从而造成钙钛矿量子点的光致发光闪烁。

因此，有效地识别钙钛矿量子点的光致发光闪烁机制，对于利用相应的手段对光致发光闪烁进行抑制具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种识别单量子点光致发光闪烁机制的方法，高效识别单量子点光致发光闪烁机制。

本发明的目的之二，在于提供上述识别单量子点光致发光闪烁机制的方法在单量子点光致发光闪烁机制识别领域的应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种识别单量子点光致发光闪烁机制的方法，包括：

S1.利用脉冲激光器激发单量子点，对所述量子点进行光致发光成像；

S2.定点激发共焦光致发光成像上的亮色区域，并利用时间分辨的单光子计数系统对所述单量子点的光致发光光子进行时间标记的单光子计数；

S3.基于单量子点的单光子计数数据得到光致发光强度轨迹曲线；

S4.将光致发光强度轨迹曲线以时间单元进行分割，提取各时间单元内的光致发光强度和衰减曲线；将光致发光强度进行归一化处理，取最高强度值的量子产率为1，获得各时间单元内平均光致发光量子产率；对光致发光衰减曲线进行单指数拟合获得激子的光致发光寿命；

S5.根据各时间单元内的平均量子产率(η)和光致发光寿命(τ)，利用公式(1)计算各时间单元内量子点的辐射率(k_r)；

k_r＝η/τ (1)

S6.将各时间单元内的辐射率作为相应时间单元内平均光致发光强度的函数，绘制光致发光强度-辐射率分布图；

S7.根据光致发光强度-辐射率分布图的数据点的分布形式，确定量子点的光致发光闪烁机制。