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欧宝平台登录:北京科技大学田建军AOM: 共掺杂固相合成抗热猝灭和高性能红色混合卤化物钙钛矿纳
更新日期:2022-07-17 18:17:02 来源:欧宝足球直播 作者:欧宝直播足球直播

  原标题:北京科技大学田建军AOM: 共掺杂固相合成抗热猝灭和高性能红色混合卤化物钙钛矿纳米晶

  摘要:北京科技大学田建军教授团队针对金属卤化物钙钛矿热猝灭现象严重和红色发光性能低等问题,通过固相烧结及Zn,K共掺杂策略,制备出具有抗热猝灭特性的高性能的红色混合卤素化钙钛矿纳米晶。

  金属卤化物钙钛矿CsPbX 3 (X=Cl, Br, I)纳米晶具有荧光量子产率高,发射光谱窄和发光色域广等优点,是新型高清显示的理想材料。然而,该钙钛矿材料在环境温度升高的情况下发光强度显著下降,即所谓的荧光热猝灭,极大限制了实际使用。例如,LED点亮工作时的内部结构温度在80~100 ℃,热猝灭将导致显示彩偏移、亮度减弱。究其原因,是因为卤化钙钛矿的软晶格特性,具有较强的声子-激子相互作用和较低的热激活能,伴随着温度升高时,非辐射复合几率增大,从而导致发光效率锐减以及发射波长偏移。因此,拥有优异的抗热猝灭性能是钙钛矿发光和显示应用的必要条件。此外红色发光(620~650 nm)钙钛矿纳米晶通常采用Br、I混合卤化物成分,由于其相分离等原因,导致发光稳定性差,热猝灭特性更为显著。

  有鉴于此,北京科技大学田建军教授与半导体所孙雪娇老师合作,设计了一种Zn、K双掺杂及固相反应法策略,获得氧化硅包覆红光(631 nm波长)CsPb(BrI) 3 钙钛矿纳米晶。Zn部分取代钙钛矿结构中的Pb,有助于提升晶格有序度且减少八面体畸变,从而提升纳米晶的光学性能。KI的引入,则有效减少了纳米晶表面的卤素空位缺陷,进一步提升了纳米晶的光学性能,其红色荧光量子产率达到65%。同时,K离子进入间隙位置,显著提升了纳米晶的结构刚性,其激子-声子耦合常数由2172 meV减少至690 meV,热激活能由28 meV提升至57 meV,纳米晶的抗热猝灭特性得到显著提高。该材料作为色彩转换层在LED芯片上,在持续工作条件(电流密度为10 mA,芯片温度80℃)下,运行700小时后亮度及色坐标没有发生变化,显示出优异的工作稳定性。相关结果发表于 Advanced Optical Materials 上。

  Advanced Optical Materials创刊于2013年,是一本报道材料科学领域与光-物质相互作用相关的突破性研究的跨学科国际期刊。其收录论文的研究领域包括光子学、等离激元光子学、超材料等。2021年影响因子为9.926。

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