钾离子掺杂CsPbCl_(3)∶Mn钙钛矿量子点的荧光性能

锰(Mn^(2+))离子掺杂的全无机CsPbCl_(3)钙钛矿量子点具有独特的光学特性和纳米级颗粒尺寸,在Mini/Micro-LED显示器件中具有巨大的应用潜力。然而,当前CsPbCl_(3)∶Mn^(2+)钙钛矿量子点的荧光量子效率较低,无法满足实际应用需求。针对此问题,本文采用热注入法制备了钾(K^(+))离子和Mn^(2+)离子共掺杂的CsPbCl_(3)钙钛矿量子点,合成的CsPbCl_(3)∶(K^(+),Mn^(2+))钙钛矿量子点具有双光发射特性,其发光主要来源于钙钛矿激子和掺杂的Mn^(2+)离子。通过优化K^(+)离子的掺杂浓度,CsPbCl_(3)∶(K^(+),Mn^(2+))钙钛矿量子点的荧光量子效率从原始的16.5%提高到66.2%。同时研究了K^(+)离子掺杂对CsPbCl_(3)∶Mn^(2+)钙钛矿量子点荧光性能的调控机制。研究结果表明,K^(+)离子的掺杂能够有效抑制CsPbCl_(3)∶(K^(+),Mn^(2+))钙钛矿量子点中本征缺陷态以及Mn-Mn二聚体或Mn相关缺陷态,进而增强了量子点中载流子的辐射复合发光。得益于异质离子掺杂的调控策略,此类掺杂型钙钛矿量子点有望应用于Mini/Micro-LED显示领域。

铜离子掺杂CsPbCl_(3)量子点光学性能及稳定性探究

近年来,钙钛矿因其特殊的结构受到广泛的关注。其中,全无机钙钛矿量子点作为下一代发光材料更因其优异的发光性能得到了广泛的研究和关注。但是因为其本身的铅(Pb)元素带来的毒性和较差的稳定性,钙钛矿量子点在生产和应用方面依然面临着诸多阻碍。为了解决这些难题,介绍了一种铜离子(Cu^(2+))B位掺杂CsPbCl_(3)钙钛矿量子点。采用了热注射的方法成功地将Cu^(2+)引入CsPbCl_(3)钙钛矿量子点中。研究发现,Cu^(2+)掺杂CsPbCl_(3)量子点能够保持初始四方晶体结构。由于Cu^(2+)的掺杂,有效地消除了CsPbCl_(3)量子点的表面缺陷,从而通过辐射途径促进了激子复合,提高了CsPbCl_(3)量子点的发光性质。通过稳定性对比测试发现,一段时间内,Cu^(2+)掺杂CsPbCl_(3)量子点在水中的发光强度明显高于CsPbCl_(3)量子点。

高空气及热稳定性CsPbBr3@SiO2复合量子点的制备

三溴铅酸铯量子点(CsPbBr3 QDs)由于具有高的荧光量子产率与窄的半高峰宽,其荧光波长可以覆盖整个可见光区。然而,目前大多数有机无机卤素钙钛矿量子点的水氧及热稳定性较差,通过改进的St?ber法直接在预先合成的13 nm CsPbBr3 QDs表面包覆了一层无定型SiO2层,成功制备了SiO2包覆的CsPbBr3 QDs(CsPbBr3@SiO2)。SiO2包膜后形成了颗粒较大的聚集体,量子点在颗粒内被保护且均匀分散,其形状类似火龙果且量子产率高达80. 9%。CsPbBr3@SiO2在升温至80℃后还能保持90. 7%的PL强度,在紫外灯下持续照射120 h后,保持了95. 1%的PL强度。CsPbBr3@SiO2复合量子点在水和乙醇气氛下均稳定,有利于制造白光发光二极管器件。

CsPbX_(3)钙钛矿纳米晶中Mn(Ⅱ)离子的可控掺杂及其发光性能研究

Mn离子掺杂策略被广泛用于提高CsPbX3钙钛矿纳米晶(Nanocrystals,NCs)的稳定性和调控Pb的含量,但离子掺杂反应速率极快,不易控制。本文分别采用一步和两步热注射法对Mn^(2+)的掺杂含量进行大范围和精确调控,制备出具有不同Mn^(2+)掺杂含量的CsPbCl_(3)∶Mn^(2+)NCs。通过对其结构及发光性能的研究,将其区分为合金结构和掺杂结构,并进一步揭示了一步法和两步法进行Mn^(2+)调控时的不同机制,明确了在相同Pb∶Mn投料比的情况下,一步法合成的合金结构纳米晶具有更高的Mn^(2+)掺杂量,使得纳米晶在610nm左右与Mn相关的发射峰更为强烈,最高光致发光量子产为77%,而两步法合成的掺杂结构纳米晶在较少的Mn^(2+)情况下同样具有较高的光致发光量子产率。同时,Mn^(2+)的可控掺杂使得钙钛矿纳米晶的稳定性有效提升,放置四周后形貌和发光性能仍稳定。值得注意的是,合金结构对于本征激子发光稳定性的提升比掺杂结构更加有利。此外,还合成了具有优异发光性能的CsPb(Cl_(x)Br_(3-x))∶Mn^(2+)钙钛矿纳米晶,其荧光光谱可在404~640nm之间调控;但当Br-含量较高时,与Mn相关的发射峰消失,这是由于CsPbBr_(3)的能带与Mn^(2+)的^(4)T_(1-)^(6)A_(1)能级不匹配所致。本文强调了在CsPbCl_(3)∶Mn^(2+)钙钛矿制备过程中Mn^(2+)可控掺杂的重要性,对于实现纳米晶的可控合成具有重要意义。