Yüksek verimli perovskit kuantum noktalarının hazırlanmasında ve bunların optoelektronik cihazlarda uygulanmasında ilerleme
Son zamanlarda, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences'da yardımcı araştırmacı olan Zeng Qinghui'nin araştırma grubu, CsPbBr3 ve Cs4PbBr6'nın yapısal dönüşümü ile indüklenen yüksek verimli bir floresan perovskit nanokristal önerdi. % 99'a kadar ve bu yüksek floresan kuantum verimli malzemenin LED cihazlara uygulanması, optoelektronik cihazlar alanındaki perovskite kuantum noktalarının uygulanması için büyük önem taşımaktadır. Sonuç, Royal Society of Chemistry'nin Journal of Materials Chemistry C'de (J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 7548-7553) yayınlandı ve derginin ön kapak makalesi olarak seçildi. Bu makalenin ilk yazarı doktora öğrencisi Su Ying, ilgili yazar ise Zeng Qinghui'dir.
Tamamen inorganik perovskit nanomateryaller, mükemmel optik özellikleri (daha yüksek floresans kuantum verimi, uyarma spektrum çizgi genişliği, daha dar floresan emisyon spektrumları, ayarlanabilir emisyon spektrumları vb.) Nedeniyle LED'lerde ve lazerlerde kullanılır. Ve güneş pilleri ve diğer fotovoltaik alanlar geniş çapta uygulanan araştırmalar oldu. Tamamen inorganik perovskit kuantum noktalarının hızla gelişmesiyle birlikte, Cs4PbBr6, Cs2PbBr4 ve CsPb2Br5 gibi perovskit türevleri araştırmacılardan giderek daha fazla ilgi görmüştür. Son yıllarda araştırmalar, "parlak olmayan" Cs4PbBr6 nanokristallerinin ve "ışıldayan" CsPbBr3 kuantum noktalarının kimyasal dönüşümüne odaklanmıştır. Ancak şimdiye kadar, bu dönüşüm sürecindeki belirgin floresan artışının etkisi ve altında yatan mekanizma açıklanmadı.
Zeng Qinghui ve diğer araştırmacılar, indükleyici olarak ZnBr2 ekleyerek CsPbBr3 kuantum noktalarından Cs4PbBr6 nanokristallerine dönüşümü gerçekleştirdiler ve bu dönüşüm sürecindeki bariz floresan geliştirme etkisini açıkladılar (CsPbBr3 kuantum noktalarının floresan kuantum verimi 58'dir) % 99'a kadar) ve arkasındaki mekanizma. Aynı zamanda, daha önce var olan tartışmalı sorunları çözen Cs4PbBr6 nanokristallerinin kesin parlaklık tepe konumu (336 nm) gözlemlendi.
Bir indükleyici olarak ZnBr2 ekleme yöntemi, CsPbBr3 kuantum noktalarından Cs4PbBr6 nanokristallerine kademeli dönüşümü gerçekleştirdi ve fotolüminesans zirvesinin konumu, fazla sapma olmaksızın 517 nm'de tutuldu. CsPbBr3 kuantum noktalarından Cs4PbBr6 nanokristallerine dönüştürme işlemi sırasında, kalan CsPbBr3 kuantum noktalarının floresan kuantum verimi hala yaklaşık% 99 kadar yüksek kalmıştır. Bunun nedeni, "en uygun olanın hayatta kalması" süreci ve CsPbBr3 kuantum noktalarındaki radyatif olmayan geçiştir. İndirgeme süreci. İlginç bir şekilde, indükleyici içeriği% 95'e yükseltildiğinde, neredeyse tek fazlı bir Cs4PbBr6 nanokristalin yapı elde edildi. Emilimini ve emisyon spektrumlarını izleyerek, daha önce yayınlanan teorik araştırmalarla tutarlı olan 336 nm'lik bir emisyon zirvesi elde edildi ve böylece Cs4PbBr6 nanokristallerinin kesin emisyon tepe konumu gösterildi. Doğrudan açıklığa kavuşturmak için, daha önce CsPbBr3 ve Cs4PbBr6'nın karışık nanokristal yapısında görülen yeşil emisyon zirvesi, Cs4PbBr6 nanokristalleri yerine yalnızca CsPbBr3 kuantum noktalarının lüminesansından bir arada var oldu. Hong Kong Çin Üniversitesi'nden araştırmacılar ile işbirliği içinde, optimize edilmiş CsPbBr3 yüksek floresan kuantum noktalarına dayalı yeşil LED cihazlar hazırlandı.Maksimum parlaklık 1941.6 cd / m2'ye kadar yüksek ve maksimum harici kuantum verimliliği (EQE) yaklaşık% 1.21'dir. Gelecekte yüksek verimli floresan CsPbBr3 perovskite kuantum noktaları ve bunlara karşılık gelen etkili optoelektronik cihazlar elde etmenin yeni bir yolunu açar.
Bu çalışma Jilin Eyaleti Bilim ve Teknoloji Geliştirme Planı projesi tarafından desteklenmiştir.
Makale bağlantısı
Dergi ön kapak sayfası
ZnBr2 indükleyicisinin etkisi altında CsPbBr3 ve Cs4PbBr6 perovskite nanokristalin yapısının dönüşümünün şematik diyagramı
ZnBr2 indükleyicilerin farklı oranlarının etkisi altında CsPbBr3 ve Cs4PbBr6 perovskit nanokristallerinin doğal ışık (a) ve ultraviyole ışık (b), floresan kuantum verimliliği (c) ve floresans ömrü (e) fotoğrafları; Cs4PbBr6 perovskite nanokristalleri Absorpsiyon ve floresans emisyon spektrumu (d)
