发光材料前沿每周精选丨0812-0818

纳米人

2019-08-23

1. 李万万&张建华&杨绪勇Materials Horizons：全溶液高效长寿命倒置QLED！

全溶液倒置量子点发光二极管（QLED）是照明和显示应用的有希望的候选者。虽然倒置器件的外部量子效率与正置器件的外部量子效率相当，但在倒置器件中实现高效率和长寿命仍然具有挑战性。近日，上海交通大学李万万联合上海大学张建华、杨绪勇报道了一种全溶液高效长寿命倒置绿色QLED，电流效率高达96.42 cd A^-1，相对应的外部量子效率为25.04％，初始亮度100 cd m^-2的T₅₀为4943.6 h。

该外部量子效率超过了目前报道的文献数值，且寿命比先前报道的全溶液倒置QLED的寿命提升了19倍。这种优异的性能归功于精确控制的CdSeZnS / ZnS / ZnS量子点的双ZnS壳，可有效抑制俄歇复合和福斯特共振能量转移，以及降低高驱动电流下的效率滚降。这项研究表明量子点的壳结构工程可以提供一种有效的方法来提升倒置QLEDs的性能，以满足实际显示和照明应用的要求。

Yang, Z. Wu, Q. Yang, X. Zhang, J. Li, W. et al. WAll-solution processed inverted green quantum dot light-emitting diodes with concurrent high efficiency and long lifetime. Materials Horizons 2019.

DOI: 10.1039/C9MH01053J

https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/mh/c9mh01053j

2. 宁志军&刘伟民Science Advances: 高稳定性！基于DJ结构的钙钛矿LED

有机-无机杂化卤化物钙钛矿正在成为下一代发光二极管（LED）的有希望的材料。然而，这些材料的稳定性差是挑战其应用的主要障碍。上海科技大学宁志军和刘伟民团队进行了第一性原理计算，揭示了使用1,4-双（氨基甲基）苯分子作为桥连配体的Dion-Jacobson（DJ）结构的分子解离能比典型的基于苯乙基铵配体的Ruddlesden-Popper（RP）结构高了两倍。

因此，基于DJ结构的LED显示出超过100小时的半衰期，与基于RP结构的准二维钙钛矿的LED相比，延长了两个数量级。在操作中对膜组合物的原位跟踪表明，在电场下连续工作后DJ结构保持良好。

Highly stable hybrid perovskite light-emitting diodes based on Dion-Jacobson structure, Science Advances

DOI: 10.1126/sciadv.aaw8072.

https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaaw8072

3. AFM: Mn（II）掺水相稳定的二维有机 - 无机卤化物钙钛矿

水分脆弱且水不稳定的有机 - 无机卤化物钙钛矿（OI-HP）为合成用于光电器件的高效水稳性发光材料带来了巨大挑战。近日，蔚山国立科学技术研究所Kwang S. Kim研究团队通过Mn掺杂合成量子限制的2D钙钛矿的简单酸溶液辅助方法，提高了钙钛矿的水稳定性。

橙色发光Mn^{2 +}掺杂的OI-HP中主体和掺杂离子之间的有效能量转移导致最有效的整合发光，光致发光量子产率超过45％。 Pb^{2 +}的Mn^{2 +}取代和低介电常数分子（如苯乙胺，苄胺和丁胺）的钝化增强了水的电阻率，从而提高了水的稳定性。 这种水稳定的2D Mn掺杂钙钛矿的双重发射过程将有助于开发高效的2D水稳定钙钛矿用于实际应用。

Ba, Q. Kim, K. S et al. Dual Emission of Water-Stable 2D Organic–Inorganic Halide Perovskites with Mn(II) Dopant. AFM 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201904768

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201904768

4. 香港大学Nanoscale: 电致光谱稳定的单相烷基铵铯基准二维钙钛矿

虽然红色是显示器应用的主要颜色之一，但可见红色发射的钙钛矿，特别是2D钙钛矿的研究相对有限。近日，香港大学Wallace C.H. Choy研究团队展示了用于红色LED的单相Ruddlesden-Popper准二维（C₃H₇NH₃）₂CsPb₂I₇钙钛矿。通过提高（C₃H₇NH₃）₂CsPb₂I₇钙钛矿薄膜的退火温度，成功地实现了654至691 nm的可调谐发射波长。同样重要的是，对于所有准2D钙钛矿LED，一旦退火温度固定，发射光谱与偏置电压无关，这对于其在照明和显示器中的使用非常重要。

通过对准二维钙钛矿结晶度，形貌和热力学稳定性的分析，研究人员发现得到的（C₃H₇NH₃）₂CsPb₂I₇钙钛矿是一种单相准二维钙钛矿，只有n = 2相。此外，发射波长的红移是由钙钛矿晶体尺寸的增加引起的。研究结果还表明，温度诱导的颜色可调性可以应用于具有不同烷基铵阳离子的一系列准2D钙钛矿。重要的是，短烷基铵间隔物为高性能LED和高效电流传输提供了更好的电学特性。这项工作有助于通过控制其晶体生长来控制准2D钙钛矿的光电性能，并为实现钙钛矿LED的实际照明和显示应用铺平道路。

Lin, H. Choy, W. C. H. et al. Single-phase Alkylammonium Cesium Lead Iodide Quasi-2D Perovskite for Color-tunable and Spectrum-stable Red LEDs. Nanoscale 2019.

DOI: 10.1039/C9NR02706H

https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/nr/c9nr02706h

5. 福建物构所Angew: 半导体硼酸盐-锡酸盐的白光发光

掺杂稀土金属离子的单组分无机硼酸盐在白光发光方面取得了显著成就。福建物构所Jiang‐Gao Mao团队首次制备了一种环境友好的缺陷诱导的白光发射结晶无机硼酸盐Ba₂[Sn（OH）₆][B（OH）₄]₂。此外，它是首例没有Sn-O-B键的硼酸盐-锡酸盐。值得注意的是，Ba₂[Sn（OH）₆][B（OH）₄]₂显示出国际委员会（CIE）的色度坐标为（0.42, 0.38），超高显色指数（CRI）为94.1，适当的相关色温（CCT）为3083 K。这种有前景的材料将为白光发光应用的发展提供一种新方法。

Lin, Y. , Wang, G. , Hu, C. , Feng, J. , Li, L. and Mao, J. (2019), White‐Light Emission from a Semi‐Conductive Borate‐Stannate. Angew. Chem. Int. Ed..

DOI: 10.1002/anie.201907650.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201907650

6. 伍珀塔尔大学AM：室温下，重结晶CsPbBr₃薄膜的发光行为

到目前为止，CsPbX₃的薄膜通常在低温下具有非常低的光致发光量子产率（PLQY <20％）和放大的自发发射（ASE），这是由于缺陷相关的非辐射复合在室温（RT）中占主导地位。目前认为，对于在室温下CsPbX₃的有效光发射、电荷载流子/激子需要被限制在纳米尺度上。

德国伍珀塔尔大学Thomas Riedl课题组提出了CsPbBr₃薄膜，其显示出高的PLQY为68％，并且在室温下具有低阈值ASE。CsPbBr₃薄膜通过热压印重结晶，使得薄膜更致密连续，由横向延伸的微米级大晶粒组成。并设计第一个CsPbBr₃薄膜分布反馈和垂直腔表面发射激光器，其在室温下具有超低阈值。

Room‐Temperature Stimulated Emission and Lasing in Recrystallized Cesium Lead Bromide Perovskite Thin Films

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201903717