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英文原題: Room Temperature Synthesis of Stable, Printable Cs3Cu2X5 (X=I, Br/I, Br, Br/ Cl, Cl) Colloidal Nanocrystals with Near Unity Quantum Yield Green Emitters (X=Cl)
通訊作者：Jonathan E. Halpert, 香港科技大學
作者：Yanyan Li, Parth Vashishtha, Zhicong Zhou, Zhi Li, Sunil B. Shivarudraiah, Chao Ma, Junkai Liu, Kam Sing Wong, Haibin Su, Jonathan E. Halpert
全無機滷化銫鉛鈣鈦礦CsPbX3（X = Cl，Br，I）納米晶體由於其具有高光致發光量子產率、光學帶隙可調節、合成過程簡單等優異的性能在光電和光伏應用中受到了廣泛關注。但是，鉛的毒性限制了其大規模的商業應用前景。為了解決該問題，許多學者嘗試合成具有相似性質的無鉛金屬滷化物納米晶體。近日，香港科技大學Jonathan E. Halpert教授課題組首次在室溫下合成了量子產率接近100 %可用於噴墨列印的Cs3Cu2Cl5 納米晶體，並且通過相同的方法合成了一系列銅基全無機納米晶體Cs3Cu2X5（X = Cl，Br，I）和CsCu2I3。合成的 Cs3Cu2X5 納米晶體的PL發射波長可以通過滷化物成分以及比例來控制，可覆蓋443-521 nm的發光波長範圍。由於CsCu2I3 納米晶體能夠發射明亮的黃光，因此可以通過調整與藍光Cs3Cu2Br5和綠光Cs3Cu2Cl5的比例來實現白光，比如當Cs3Cu2Cl5、Cs3Cu2Br5和CsCu2I3的比例為2：7：5時，來實現白光的發射，這表明了此類銅基納米晶體用於照明的優質潛力。最值得注意的是，具有油酸包覆的Cs3Cu2Cl5 納米晶體在521 nm處顯示綠光發光，且PLQY接近100 %，並且壽命長達110 µs。同時，實驗表明可以通過提高反應溫度來生產具有更高相純度的Cs3Cu2Cl5 納米晶體，並且膠體溶液在經過多次純化步驟後足夠穩定。Cs3Cu2Cl5 納米晶體膠體溶液與聚合物溶液混合形成的油墨能應用於噴墨列印並且發出明亮的綠光，而且在沒有額外封裝的情況下在空氣中的穩定性超過24小時。本文的研究工作有力地推動了無鉛鈣鈦礦納米晶體在照明，顯示和其他基於螢光方面的實際應用。圖1. (a) Cs3Cu2Cl5 納米晶體的晶體結構；(b) Cs3Cu2Cl5 納米晶體XRD圖譜；(c) Cs3Cu2Br5, Cs3Cu2I5 和 CsCu2I3 納米晶體XRD圖譜。圖2. (a) Cs3Cu2X5 (X = Cl, Br, I) 和 CsCu2I3 納米晶體的紫外-可見光吸收光譜和光致發光光譜；(b) Cs3Cu2X5 (X = Cl, Br, I) 和 CsCu2I3 納米晶體膠體溶液在254 nm 激發下發光；(c) Cs3Cu2X5 (X = Cl, Br, I) 和 CsCu2I3 納米晶體TR-PL圖譜。圖3. (a) Cs3Cu2X5 和 CsCu2I3 納米晶體CIE色坐標；(b) Cs3Cu2Br5, Cs3Cu2Cl5 和 CsCu2I3 納米晶體混合實現白光的相關色溫坐標；噴墨列印Cs3Cu2Cl5 納米晶體，(c) 在白光下的照片 (d) 在254 nm 紫外光下的照片；噴墨列印後的穩定性，(e) 0小時，(f) 12小時， (g) 24小時。這一成果近期發表在Chemistry of Materials 上，香港科技大學博士研究生李豔豔為文章的第一作者，Jonathan E. Halpert教授為通訊作者。原文（掃描或長按二維碼，識別後直達原文頁面）：
Room Temperature Synthesis of Stable, Printable Cs3Cu2X5 (X=I, Br/I, Br, Br/ Cl, Cl) Colloidal Nanocrystals with Near Unity Quantum Yield Green Emitters (X=Cl)
Yanyan Li, Parth Vashishtha, Zhicong Zhou, Zhi Li, Sunil B. Shivarudraiah, Chao Ma, Junkai Liu, Kam Sing Wong, Haibin Su, Jonathan E. Halpert
Chem. Mater., 2020, DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c00280
Publication Date: June 9, 2020
Copyright © 2020 American Chemical Society
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