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CdTe纳米晶/GaN基白光LED是一种复合式结构的白光LED,它由GaN基LED与CdTe纳米晶组成,其发光机理是纳米品吸收部分来自GaN基LED的光,发射出波长较长的光,再与未被吸收部分混合出白光。本文系统讨论了这种复合结构白光LED的制备过程,光学、电学等特性及其转换机制,取得的主要结果如下:
1)理论分析、计算了白光光谱的基本参数:色品坐标、显色指数以及相关色温。为白光LED的设计与优化提供了理论参考价值。
2)设计了纳米品-倒装焊LED复合结构,通过组合,用黄光CdTe纳米晶与蓝光LED得到了白光。目前,采用这种结构并能够得到白光国际上尚属首次。在10mA电流下混合白光色品坐标为(0.29,0.30)。在20mA电流范围内,色品坐标值变化幅度不到5%。表明色品坐标几乎不随电流变化,具有很好的颜色稳定性。同时我们也分析了近紫外-蓝光LED的光电特性,并用纳米晶与近紫外-蓝光LED结合也得到了混合白光。在50mA电流下,色品坐标为(0.323,0.329).这与标准白光点(0.333,0.333)很接近。为提高混合自光的显色指数,通过优化,设计的绿、红光CdTe纳米晶/GaN基白光LED,在5mA电流下显色指数可以达到87。
3)通过layer-by-layer(LBL)和磷脂自组装法得到了CdTe纳米晶有序薄膜。探索了纳米晶颗粒的封装,成功地将CdSe纳米晶均匀地分散到树脂中。得到的CdTe有序薄膜具有很好的光电特性。Ⅰ-Ⅴ测量首次发现CdTe-磷脂有序薄膜表现出奇特的电学双稳态。并发现CdSe纳米晶分散到树脂中并固化后仍表现出很好的光学特性,这为纳米晶与GaN基LED封装集成奠定了基础。