发光材料每周精选丨0408-0414

纳米人

2019-04-17

1. AFM综述：微发光二极管的生物医学应用

基于无机材料的微发光二极管(µLED)将改变未来光电系统的传统模式，其在生物医学领域也具有很好的应用价值。µLED显示屏不仅可以成为视觉通信的大型界面平台，也可以扩展到物联网和可穿戴的生物应用领域。同时，µLED也需要不断升级才能满足其今后的光电应用需求，如用于虚拟现实、构建智能手表和医疗传感器等等。韩国科学技术高级研究院Keon Jae Lee团队从器件结构、实现大规模LED传输、提高性能方法和未来的应用等方面对µLED领域的代表性进展进行了详细的综述。

Lee, H.E., Lee, K.J. et al. MicroLight-Emitting Diodes for Display and Flexible Biomedical Applications. Advanced Functional Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adfm.201808075

https://doi.org/10.1002/adfm.201808075

2. 彭笑刚&金一政JACS：12.2%EQE！lnP基发光二极管

近日，浙大彭笑刚和金一政在InP /ZnSe / ZnS核/壳/壳量子点（QD）的核和壳区域内引入化学计量控制，显著提高lnP基QD的性能，接近最先进的CdSe QD的性质。 研究人员得到的QD具有近乎完美的光致发光（PL）量子产率（QY），单指数衰减动态，窄线宽和非闪烁。 基于InP / ZnSe / ZnS核/壳/壳QD的发光二极管（QLED）的最大外量子效率（EQE）为12.2％，最大亮度> 10,000 cd m^-2，大大超过文献报道的无Cd /无Cd QLEDs。 这些研究结果进一步推进了无Cd /Pb  QD在光电方面应用的发展步伐。

Li, Y. etal. Stoichiometry-controlled InP-based quantum dots: synthesis, photoluminescence, and electroluminescence. JACS 2019

DOI：10.1021/jacs.8b12908

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b12908

3. Nature Photonics：38.6% EQE! 高效蓝色热激活延迟荧光发光二极管

表现出热活化延迟荧光的材料有望实现有效的有机发光二极管。然而，寻找合适的深蓝色热活化延迟荧光材料仍然具有挑战性。近日，庆熙大学Ju Young Lee和Jang Hyuk Kwon报道了两个高效的深蓝色热激活延迟荧光发射体，即TDBA-Ac和TDBA-DI，这两种发射体主要有氧桥，对称和刚性硼受体部分组成。TDBA-Ac和TDBA-DI在甲苯中分别表现出深蓝色发射和小的单重态-三重态能隙，分别为0.06eV和0.11eV。DBFPO主体中掺杂20wt％TDBA-Ac和TDBA-DI的膜分别显示出93％和99％的高光致发光量子产率。研究人员制备的TDBA-DI器件在蓝色区域中显示出极高的外部量子效率，达到38.15±0.42％，在高达5,000cd m-2的高亮度下具有25.2％的低滚降特性。此外，基于TDBA-Ac掺杂的器件外部量子效率达到21.50±0.22％，深蓝色坐标为（0.15,0.06）。

Ahn,D. H. et al. Highly efficient blue thermally activated delayedfluorescence emitters based on symmetrical and rigid oxygen-bridged boronacceptors. Nat. Photon. 2019

DOI：10.1038/s41566-019-0415-5

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0415-5.pdf

4. Nature Commun.：研究OLED微腔引起的光谱变窄现象的潜在机制

北京交通大学Bin Hu和长春光学精密机械与物理研究所Xingyuan Liu对微腔OLED中电致发光光谱变窄现象的潜在机制进行了研究。研究发现，微腔引起空间扩展状态的形成，在有机材料中形成Frenkel激子之前起中间状态的作用。此外，变窄的电致发光输出与磁电致发光同时发生的线性极化。这表明空间延伸的状态变得对齐，以通过光学共振在微腔内形成相干的发光激子。显然，空间扩展状态为实现基于微腔OLED中的激光作用的电致发光光谱变窄现象提供了必要条件。

Wang, M.; Lin, J.; Hsiao, Y.-C.; Liu,X.; Hu, B. Investigating underlying mechanism in spectral narrowing phenomenon induced by microcavity in organic light emitting diodes. Nat. Commun. 10, 1614.

Doi:10.1038/s41467-019-09585-0.

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09585-0

5. AMI：有意思！配体诱导调谐双色发射钙钛矿白光LED

尽管CsPbX₃纳米晶在过去几年里取得了长足的发展，但具有双色发射的单个CsPbX3纳米结构很少。近日，吉林大学DongxiaZhu和Ning Zhang展示由表面配体诱导的卤化铅钙钛矿纳米线的双色发射，即低聚甲氧基聚乙二醇（MEOPEG）。除了来自主晶格的特征发射之外，研究人员还观察到由MEOPEG引起的扩展带隙的发射。通过改变表面配体的浓度，可以容易地调节两种发光强度的比例。此外，CsPbX₃-MEOPEG的带隙可以通过阴离子交换过程进一步微调。基于上述策略，研究人员制备了具有高质量CIE坐标（0.33,0.29）和高CRI值（84）的白色发光二极管（WLED）。这些具有可调双色发射的CsPbX₃-MEOPEG材料可作为WLED的理想模型系统，这无疑将扩大铯铅卤化物钙钛矿的应用范围。

Yue, Y. et al. Ligand-InducedTunable Dual-Color Emission Based on Lead Halide Perovskites for White Light-Emitting Diodes. AMI 2019

DOI:10.1021/acsami.9b01059

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.9b01059

6. ACS Photonics：Mn掺杂实现兼具高效、稳定的钙钛矿LED(红、绿、蓝)

近日，哈佛大学罗兰研究所DanielN. Congreve研究团队通过Mn掺杂体相钙钛矿薄膜制备了高亮度、高效率、器件操作稳定性优异的红、绿、蓝钙钛矿LED。比较吸引人的是所制备的天蓝色钙钛矿LED亮度达到11800 cd m^-2，器件操作寿命达到20 min。研究人员指出，Mn掺杂是一种非常有效提高器件效率和稳定性的策略。

Gangishetty, M. K. et al. Mn2+Doping Enhances the Brightness, Efficiency, and Stability of Bulk Perovskite Light-Emitting Diodes. ACS Photon. 2019

DOI: 10.1021/acsphotonics.9b00142

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsphotonics.9b00142

7. 黄维院士&陈淑芬Nanoscale：MAPbBr₃：PEO复合钙钛矿量子点发光层助力LED性能的提升

金属卤化物钙钛矿量子点（PQD）由于其优异的光学性质已成为新一代显示和照明装置中最有前途的光电材料。然而，较差的稳定性和表面缺陷阻碍了其大规模应用。近日，南京邮电大学黄维和陈淑芬团队将PQD与高分子量聚合物（PEO）混合，可增强量子点的稳定性、钝化表面缺陷并充分保护PQD表面上的有机配体，明显改善了环境稳定性和光致发光量子产率。此外，PEO的使用有效地将电子限制在PQD发射层内，基于MAPbBr₃的发光二极管（LED）在5-12V的电压操作范围内在拥有极其稳定的绿色电致发光光谱，同时外部量子效率增强18.3倍。该工作为制备稳定的PQD、高质量PQD薄膜和高效的PQDsLED提供了一种有效的策略。

Yu,H. et al. MAPbBr₃: Poly (ethylene oxide) Composite Perovskite Quantum Dot Emission Layer: Enhanced Film Stability, Coverage and DevicePerformance. Nanoscale 2019

DOI:10.1039/C8NR10298H

https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/nr/c8nr10298h

8. 福建物构所Angew: 全无机钙钛矿量子点的全谱持久发光

持久性发光磷光体作为夜间或暗光视觉材料在许多技术领域中得到应用。福建物构所Xueyuan Chen和WeiZheng团队报道了一种独特的策略，通过使用全无机CsPbX₃（X = Cl，Br和I）钙钛矿量子点（PeQD）作为有效的光转换材料来微调持久发光。通过调控PeQD带隙，与PeQD的窄带宽以及高度同步的余辉衰减，实现了具有覆盖整个可见光谱区域的全光谱持续发光。这些发现突破了传统余辉荧光粉的局限性，从而为持久发光材料在持久光源和暗光多色显示器等应用开辟了新途径。

Gong, Z., Zheng, W., Gao, Y., Huang, P.,Tu, D., Li, R., Wei, J., Zhang, W., Zhang, Y. & Chen, X. Full-SpectrumPersistent Luminescence Tuning Using All-Inorganic Perovskite Quantum Dots.Angew. Chem. Int. Ed. 2019.

Doi:10.1002/anie.201901045

https://doi.org/10.1002/anie.201901045

9. CM：11.4% PLQY!无铅钙钛矿Cs₂AgInCl₆：Bi纳米晶

与铅基钙钛矿相比，无铅卤化物双钙钛矿因其无毒性和稳定性而受到越来越多的关注。近日，北京科技大学夏志国团队通过使用无毒和可用前体的简易热注入工艺优化了未掺杂和Bi掺杂的Cs2AgInC_l6纳米晶体（NC）的胶体合成。研究人员研究了温度、配体以及盐酸在内的合成条件，以提高Cs₂AgInCl₆：Bi NCs的光致发光量子产率（PLQY）。研究人员得到发射峰位在580 nm宽带橙色发光NC，PLQY高达~11.4％，并且讨论了相关的发光机制。 这项工作进一步推进新兴的无铅卤化钙钛矿NC发展步伐。

Liu,Y. et al. Design Optimization of Lead-Free Perovskite Cs2AgInCl6: BiNanocrystals with 11.4% Photoluminescence Quantum Yield. Chem. Mater. 2019

DOI:10.1021/acs.chemmater.9b00410

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemmater.9b00410

10. Nature Photonics：厉害的很！颜色可调超长有机磷光体

在可见光谱中表现出长寿命、持久发光的材料可用于显示器，信息加密和生物成像等应用。黄维院士、安众福以及新加坡国立大学Xiaogang Liu团队报道了几种有机磷光体，该有机磷光体提供颜色可调的超长有机磷光（UOP）。可以通过改变激发波长来调节发射颜色，从而允许从可见光谱的紫色到绿色进行动态颜色调谐。研究表明，这些有机磷光体的超长寿命为2.45 s，最大磷光效率为31.2％。此外，展示了颜色可调UOP在多色显示器中的应用以及300至360nm范围内紫外光的视觉感应。这些发现为开发具有动态控制磷光的智能发光材料和传感器提供了行之有效的途经。

Gu,L.; Shi, H.; Bian, L.; Gu, M.; Ling, K.; Wang, X.; Ma, H.; Cai, S.; Ning, W.;Fu, L.; Wang, H.; Wang, S.; Gao, Y.; Yao, W.; Huo, F.; Tao, Y.; An, Z.; Liu,X.; Huang, W. Colour-tunable ultra-long organic phosphorescence of asingle-component molecular crystal. Nat. Photonics, 2019.

Doi:10.1038/s41566-019-0408-4.

https://doi.org/10.1038/s41566-019-0408-4

11. Angew：具有结构可变形二级结构单元的本征白光发光金属有机框架 

金属-有机骨架（MOF）中的二级结构单元通常是明确定义的金属-氧代簇或具有非常有限的结构应变的链。近日，同济大学Honghan Fei研究团队将结构可变形的haloplumbate单元成功地掺入到MOF。 所得到的材料是一类罕见的Isoreticular MOF，表现出大斯托克斯偏移的宽带白光发射，这可能是由可变形的Z字形链[Pb₂X₃] ⁺（X = Cl / Br / I）中的电子-声子耦合的自陷激子引起的。而具有高对称性，稳健的haloplumbate链的MOF仅表现出窄的UV-蓝光发射。基于MOF的本征白光光电发射器的晶体工程与有机-无机杂化钙钛矿相比具有高稳定性/可调性优势。

Peng,C. et al. Intrinsic White-Light-Emitting Metal-Organic Frameworkswith Structurally Deformable Secondary Building Units. Angewandte 2019.

DOI:10.1002/ange.201903665

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/ange.201903665

12. 唐本忠&何自开Nature Commun.：一种提高有机持久室温磷光的效率的策略！

持久发光是一种有趣的现象，其具有特殊的应用。然而，能够持久发光的有机材料（例如有机持久性室温磷光）的开发因其低效率而滞后。此外，提高有机发光体的磷光效率通常导致寿命短。唐本忠和何自开团队报道了一种通过分子内三重态-三重态能量转移来提高磷光效率的策略。（溴）二苯并呋喃或（溴）二苯并噻吩与咔唑的结合促进了系统间的交叉，并提供了分子内三重态桥，进而促进放热三重态-三重态能量转移，以重新填充咔唑的最低三重态。这些因素共同作用以促进有效的磷光。该策略将有助于开发用于潜在高科技应用的高效磷光材料。

Zhao,W.; Cheung, T. S.; Jiang, N.; Huang, W.; Lam, J. W. Y.; Zhang, X.; He, Z.;Tang, B. Z. Boosting the efficiency of organic persistent room-temperature phosphorescence by intramolecular triplet-triplet energy transfer. Nat. Commun.10, 1595.

Doi:10.1038/s41467-019-09561-8.

https://doi.org/10.1038/s41467-019-09561-8