低维材料由于具有量子效应和表面效应,因而表现出特殊的物理、化学性能,其中量子点和团簇是两种具有特殊优良性能的低维材料。近年来,无机钙钛矿量子点CsPbX3(X=Cl、Br或I)材料的研究有了飞跃性的突破,其在光学、电学研究上表现出卓越的性质,例如,高的荧光量子效率、可调谐的发射光谱和窄的荧光发射峰等,因而在发光二极管(LED)、太阳能电池和光电探测器等领域的应用研究热度逐年升高;其中,钙钛矿量子点的窄荧光发射峰与高显色性白光LED的宽光谱要求相矛盾,而混合多种颜色钙钛矿量子点调配白光的过程中存在严重离子扩散化学反应问题,导致基于钙钛矿量子点制备的的白光LED还有很多问题(离子扩散和稳定性差等)需要解决。目前,团簇科学研究内容主要是团簇如何由微观粒子(原子、分子等)逐渐演化,以及团簇演化过程中结构和性质的变化,但是团簇的器件应用研究较少;近年来荧光金属团簇的发光效率逐渐提高,并开始应用于LED、检测离子和细胞荧光成像等领域;其中,金属团簇基白光LED领域研究处于起步阶段,还有很多物理、化学、稳定性、兼容性等问题需要解决。本论文从钙钛矿量子点和金属团簇的制备及在LED中的应用研究的角度出发,首先设计并搭建了一套光致发光绝对荧光量子效率测量装置;然后通过热注入法制备了 CsPbX3单色光钙钛矿量子点和Mn2+掺杂的CsPb(ClxBr1-x)3双峰白光钙钛矿量子点,并深入研究其材料性能,将双峰白光钙钛矿量子点涂覆在紫外LED上制备了二基色白光LED,并研究了该白光LED的光电性能;最后通过水溶液法制备橙光Au/Ag团簇,并将Au/Ag团簇与蓝色荧光粉结合制备了二基色白光LED,并研究了该白光LED的光电学性能。本论文具体研究内容如下:1.光致发光绝对荧光量子效率测量系统的搭建与研究:设计并搭建了一套光致发光绝对荧光量子效率测量系统,该系统主要由4英寸积分球、光纤光谱仪和多波段LED光源、光纤、标准光校准灯、控制电脑等组成,通过三步测量法引入积分球内散射光及其激发荧光的校准,应用简单的数据转换和计算,能够实现液体和固体的绝对荧光量子效率的精确测量。通过该测量系统测量了标准荧光材料罗丹明6G(95%)的荧光量子效率,利用积分球三步法测量的荧光量子效率值为96.6%,经过多次测量确定该系统的测量误差范围约±2%,而传统两步法测量的荧光量子效率值为87.5%,验证了光致发光绝对荧光量子效率测量系统的准确性。2.CsPbX3钙钛矿量子点的调控制备及在LED的应用研究:通过热注射法利用油酸铯前驱体溶液作为注射液,油酸和油胺为表面配体制备了 CsPbX3钙钛矿量子点,通过调控卤族元素实现了发射波长可调谐的钙钛矿量子点。利用快速光谱仪实时监测并记录了 CsPbX3量子点混合后荧光光谱快速变化过程,验证了钙钛矿材料卤族阴离子的快速交换过程,探究了离子交换反应对钙钛矿量子点荧光的影响。最后将钙钛矿量子点涂覆在蓝光LED(455 nm)芯片上,成功制备了单色光LED,并研究了其光电性能。3.Mn2+掺杂CsPb(ClxBr1-x)3双峰白光钙钛矿量子点的制备及在白光LED的应用研究:利用热注射法以MnCl2为Mn源,油酸和油胺为表明修饰剂,氢溴酸为辅助试剂以及1-十八烯为溶剂,合成Mn2+掺杂CsPb(ClxBr1-x)3双峰钙钛矿量子点。通过调节Cl/Br 比例、Mn/Pb 比例、氢溴酸用量等反应条件,调控CsPb(ClxBr1-x)3基质荧光峰的发光波长、CsPb(ClxBr1-x)3基质荧光峰与Mn2+荧光峰的相对强度,当反应条件为 Cl:Br=7:3,Mn:Pb=1:5,100 μL氢溴酸时,制备了 Mn2+掺杂 CsPb(ClxBr1-x)3双峰白光量子点,其液体样品总的荧光量子效率为8.06%,固体样品总的荧光量子效率为8.92%,将制备的双峰白光钙钛矿量子点涂覆到紫外LED上制备白光LED,其色坐标为(0.314,0.336),CRI为62.2。实验结果证实双峰白光钙钛矿量子点在白光LED领域有巨大使用价值。4.Au/Ag团簇的制备及在白光LED中的应用研究:氯金酸和硝酸银为原料,GSH作为还原剂和稳定剂,在85℃下反应3 h制备了具有聚集诱导效应的橙色发光的双金属Au/Ag团簇。将Au/Ag团簇与蓝色荧光粉结合涂覆到紫外LED芯片上制备了白光LED,该白光LED的色坐标为(0.375,0.385),CRI为88.2。实验结果表明金属团簇在高显色性能的白光LED具有广阔的应用前景。