Nat. Commun.:单CsPbBr3钙钛矿量子点的超窄带室温光发射

材料人编辑小单 2年前 (2022-08-18) 1638浏览

 

  • 【导读】

发光材料的色纯度（半峰宽）是决定LCD高清显示技术色域的重要指标。相比以Eu2+掺杂的β-SiAlON为代表的绿光无机荧光粉，CsPbBr3钙钛矿量子点的色纯度虽然已有较大的提升，却仍无法完全满足超高清显示的要求。探究影响CsPbBr3绿光量子点发光峰宽度的因素从而实现对发光峰的进一步的窄化，对推动显示技术发展有着重要意义。

 

  • 【成果掠影】

近日，瑞士苏黎世联邦理工大学Kovalenko教授团队发表了新的研究论文，详细探讨了CsPbBr3量子点发光展宽的机制并提出了一种构建核壳结构的策略来实现发光峰的窄化。在该项研究中，作者首先通过第一性原理模拟确定了激子与表面低能声子的耦合为CsPbBr3量子点发光展宽的主要原因。在此基础上，通过构建具有I型能带结构的CsPbBr3@CsPb1-xBr3-2x核壳量子点，实现对激子的限域进而抑制了激子与表面声子的耦合，最终获得了单个量子点发光半峰宽仅为35 meV的超窄带发射。

相关研究文章以“Ultra-narrow room-temperature emission from single CsPbBr3perovskite quantum dots”为题发表在Nature Communications上。

  • 【核心创新点】
  1. 阐明了激子与量子点表面低能声子的耦合为发光展宽的主要机制
  2. 通过温和腐蚀的方式，构建了基于CsPbBr3的具有I型能带结构的核壳量子点，实现了对激子的限域，从而抑制了激子与表面声子的耦合
  • 【数据概览】

图1纳米材料中的发光峰的展宽：以钙钛矿化合物为例 ©2022 The Authors

图2钙钛矿量子点尺寸依赖的发光峰展宽及其本源 ©2022 The Authors

图3稀释诱导CsPbBr3量子点的表面修饰 ©2022 The Authors

图4原始CsPbBr3量子点和经表面修饰后的CsPbBr3核壳异质结量子点的发光峰展宽 ©2022 The Authors

【成果启示】

综上，抑制激子与表面声子的耦合是实现超窄带发射的重要策略；通过构建异质结是实现这一策略的有力手段。具有超窄带光发射的量子点不仅对实现超高清显示有着重要意义，也是构造单光子光源的重要物质基础。

原文详情：Ultra-narrow room-temperature emission from single CsPbBr3perovskite quantum dots, nature communications, 2022, 13

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-30016-0

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