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水驱动合成深蓝光胶体量子阱及其LED

全无机卤化物钙钛矿纳米晶由于其出色的光电特性在发光二极管(LED)照明和背光显示方面显现出巨大的应用潜力。其中,钙钛矿胶体量子阱(QWs)因为具有独特的优势,例如光学特性在分子水平可调、发射波长较窄以及显著的非线性光学特性等,是有望实现深蓝光发射的有效策略之一。然而,目前所报道的钙钛矿QWs存在量子荧光产率(PLQY)较低,限域尺寸分布不均,光谱稳定性较差等问题,实现高质量蓝光钙钛矿QWs及其电致LEDs仍具有极大的挑战性。

光电功能材料与器件团队负责人田建军教授团队以全无机钙钛矿CsPbBr3为研究对象,创造性地提出了一种水驱动合成强限域QWs策略。在合成过程中,水通过调控配体在纳米晶体表面的取向和分布,诱导量子阱发生奥斯特瓦尔德熟化过程,吞噬了部分不稳定的纳米晶体,从而导致量子阱的定向充分生长,形成具有尺寸分布均匀的高结晶度的量子阱。



基于此种策略合成的量子阱发光峰位于456 nm,半峰宽为20 nm,PLQY高达94%,表现出优异的稳定性。此外,通过全溶液策略制备的LEDs,其外部量子效率为1%,亮度高达2946 cd m-2的,这也是目前所报道的蓝光钙钛矿量子阱LEDs的最高亮度之一。

该研究工作于2023年1月24日以“Water-Driven Synthesis of Deep-Blue Perovskite Colloidal Quantum Wells for Electroluminescent Devices”为题,发表于国际著名期刊《Angewandte Chemie-international Edition》(影响因子16.823)。论文第一作者为博士生张勐萁,田建军教授为通讯作者。该工作为QWs制备提供了一种简便的合成新思路,推动了QWs在LED中的应用。