華科大屠國力:原位製備具有超高穩定性的PI包覆鈣鈦礦量子點

2020-12-05 測試狗科研服務

本文主要由論文第一作者張繼斌撰寫。在此,特別感謝華中科技大學武漢光電國家研究中心屠國力教授團隊的大力支持。謝謝大家對我們的持續關注~

研究背景

近年來,全無機鈣鈦礦CsPbX3 (X = Cl,Br,I)量子點(NCs)以其優異的性能在光電子領域中的應用越來越受到人們的關注。但是,鈣鈦礦NCs較差的穩定性一直是影響其實際化應用的主要障礙之一。

基於此,華中科技大學武漢光電國家研究中心屠國力教授團隊採用自己課題組研發的聚醯亞胺(PI),開發了一種在CSTR系統中基於PI原位包覆單顆粒鈣鈦礦量子點CsPbBr3的方法,這些經過PI包覆的鈣鈦礦量子點CsPbBr3在惡劣的環境(例如水、熱、氧氣和光照)下表現出超高的穩定性。同時,由於PI在強酸強鹼下具有較好的穩定性,這些CsPbBr3/PI可以在酸性溶液(pH=3)和鹼性溶液(pH=10)中浸泡一個小時以上,且仍可維持較好的螢光。

時間分辨螢光光譜(TRPL)和超快瞬態吸收光譜(TA)測試結果表明,PI有助於鈍化CsPbBr3 NCs的表面缺陷,提高量子點的光致發光量子產率(PLQY)。得益於較高的PLQY和超高的穩定性,這些經PI包覆的鈣鈦礦量子點CsPbBr3/PI在固態照明和顯示領域具有很好的應用前景。

研究成果

採用課題組合成的PI,提出了一種在CSTR系統中基於PI原位包覆單顆粒鈣鈦礦量子點CsPbBr3的方法,這些經過PI包覆的鈣鈦礦量子點CsPbBr3在惡劣的環境(如水、熱、氧氣和光照)下表現出超高的穩定性。華中科技大學武漢光電國家研究中心張繼斌博士和姜鵬飛博士為論文共同第一作者。

本文亮點:

1、採用連續攪拌反應器系統製備出了PI包覆單顆粒鈣鈦礦量子點CsPbBr3;

2、PI鈍化鈣鈦礦量子點CsPbBr3表面缺陷,提高量子點的PLQY;

3、這些鈣鈦礦量子點CsPbBr3/PI複合材料在惡劣環境下表現出超高的穩定性。

圖文速覽

圖1 反應裝置示意圖。

圖2(a)CsPbBr3 NC和(b)CsPbBr3/PI NC的TEM圖和HRTEM圖,(c)CsPbBr3 NC和(d)CsPbBr3/PI NC的相應DLS圖。(比例尺:100 nm)

圖3 PI包覆單顆粒鈣鈦礦量子點TEM圖。

圖4(a)純PI, CsPbBr3 NCs以及CsPbBr3/PI NCs的XRD圖譜;(b)CsPbBr3 NCs和CsPbBr3/PI NCs的紫外可見吸收和螢光發射光譜圖;(c)CsPbBr3 NCs和CsPbBr3/PI NCs的時間分辨光譜圖;(d-e)CsPbBr3 NCs和CsPbBr3/PI NCs的超快瞬態吸收測試對比圖。

圖5 CsPbBr3 NCs和CsPbBr3/PI NCs在水環境下的穩定性的(a)測試照片以及(b)PL強度對比;(c)樣品在不同存放時間下的螢光強度對比圖;(d-f)CsPbBr3 NCs和CsPbBr3/PI NCs對溫度的穩定性測試。

圖6 採用CsPbBr3/PI NCs製備的白色發光二極體(WLED)。

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