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超强激光科学卓越创新简报

(第一百三十二期)

2020年9月8日

上海光机所在调制具有优异光学性能超稳定的钙钛矿量子点方面取得新进展

  近期,由中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室和重庆大学合作研究小组通过使用表面配体修饰的方法成功制备了超稳定的钙钛矿量子点,同时具有良好光学性能,相关成果发表在《先进光学材料》(Adv. Optical Mater.)。

  全无机卤化物钙钛矿纳米材料由于其具有低的材料成本,长距离的电荷传输,高的吸收系数,窄带宽的可调发射波长,高的光致发光量子产率及光学增益等优点已被开发应用在各种光电应用中,例如光电探测器,发光二极管和微/纳米激光器。但是,对于卤化钙钛矿材料而言,特别是对于钙钛矿量子点来说,其本身固有的不稳定性限制其进一步的发展。

  在实验中,研究人员通过采用短配体辛胺来代替常用的长配体油胺来制备铯铅溴量子点。配体修饰后铯铅溴量子点的外量子效率从62.4%提高到91.3%,同时,量子点溶液即使暴露于空气中100天,也没有观察到聚集或降解现象。此外,即使在环境条件下存储5周,修饰后铯铅溴量子点薄膜初始光致发光强度保持于96.8%。最后,研究人员针对配体改性前后的铯铅溴量子点进行了自发辐射放大发射性能的测试,修饰后铯铅溴量子点自发辐射放大发射的阈值仅为修饰前阈值的24%,并且自发辐射放大发射的稳定性也有提高。结果表明,使用辛胺作为配体是改善铯铅溴量子点性能的一种简单有效的方法,同时也为钙钛矿光电器件的进一步的实际应用提供了一种可行的策略。

  这项工作得到了中科院战略性先导科技专项B类、中国国际科技合作计划,国家自然科学基金、上海市优秀学术/技术带头人计划以及高场激光物理国家重点实验室开放基金的支持。(强场激光物理国家重点实验室供稿)

  原文链接

(a)铯铅溴量子点溶液在日光和紫外灯下的图像;(b)辛胺修饰后铯铅溴量子点光致发光强度随时间变化图;(c) 辛胺修饰后铯铅溴量子点的自发辐射放大的稳定性

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