发光材料前沿每周精选丨0415-0421
纳米人 纳米人 2019-04-23
1. Nature Commun.:钙钛矿微型激光器的全光控制

最近,基于铅卤化物钙钛矿的微型激光器在纳米光子学领域显示出其潜力。然而,到目前为止,所有钙钛矿微型激光器都是静态的,并且在使用中无法动态调整。近日,纽约市立大学Li Ge哈工大(深圳)Shumin Xiao哈工大(深圳)Qinghai Song合作提出一种实现钙钛矿微型激光器全光控制的强大机制。

 

在卤化铅钙钛矿微米棒中,确定性模式切换发生在外部激发增加时:新激光模式的开始通过负功率斜率关闭初始激光模式,同时保持主要激光器特性。该模式切换在激励时是可逆的,并且已经通过交叉增益饱和来解释。模态相互作用引起的模式切换不依赖于复杂的腔体设计,并且在一系列微型激光器中是通用的。切换时间快于70 ps,将钙钛矿微型激光器延伸到先前难以接近的区域,例如光学存储器,触发器和超快速开关等。


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Zhang, N. Ge, L. Xiao, S. Song, Q. et al. All-optical control of lead halide perovskite microlasers. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-09876-6

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09876-6

 
2. Nature Commun.:介电遮蔽,胶体量子点中的俄歇复合工程

俄歇复合是胶体量子点的多载体状态的主要非辐射衰变途径,其影响其大多数光学和光电应用的性能。近日, 浙江大学Haiyan Qin、彭笑刚以及劳伦斯伯克利国家实验室Lin-Wang Wang通过CdSe/CdS核/壳量子点的出色单激子特性同时研究俄歇复合通道的两种基本类型(负三通和正三通道)。

 

虽然文献中II-VI量子点的正三元组的俄歇率被认为比负三元组的快得多,但他们的实验发现,对于某些核/壳几何形状,两种速率可以反转。由于几何相关的电介质筛选,理论计算证实了这一点。通过改变核/壳几何形状,两种类型的俄歇率可以独立地调整~1个数量级。实验和理论研究结果为设计具有必要的俄歇重组特性的量子点提供了新的亮点,用于高功率发光二极管,激光器,单分子跟踪,超分辨率显微镜和先进的量子光源。


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Hou, X. Qin, H. Wang, L.-W. Peng, X. et al. Engineering Auger recombination in colloidal quantum dots via dielectric screening. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1021/acsaem.9b00473

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09737-2

 

3. ACS Energy Lett.:CsSnX3 (X=B,I)纳米线的Sn(IV)耐受气相生长和光物理性质

全无机Sn基卤化钙(CsSnX3,X = Br,I)具有近红外光学响应,并且具有与其铅基钙钛矿相当的电子特性。具有可控取向和尺寸的CsSnX3纳米线可进一步实现集成光电器件并促进物理研究,但它们难以合成。近日,湖南大学潘安练威斯康星大学麦迪逊分校金松开发了一种简便且稳健的气相外延方法,首次在云母基板上制备水平对准的高质量、尺寸可控的CsSnX3纳米线和微丝。

 

CsSnI3在生长温度下处于α-立方钙钛矿,因此能够使各向异性晶格与云母匹配并且使线的外延生长。此外,这种高温气相生长能够耐受前体中的氧化杂质(Sn4+),并产生具有降低的缺陷密度的高质量纳米线。温度和功率相关的光致发光光谱揭示了温度升高时CsSnBr3纳米线的正热膨胀,并且CsSnBr3中的非辐射复合过程被抑制到225 K以下。


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Chen, J. Luo, Z. Pan, A. Jin, S. et al. Tin (IV)-Tolerant Vapor Phase Growth and Photophysical Properties of Aligned Cesium Tin Halide Perovskite (CsSnX3, X = Br, I) Nanowires. ACS Energy Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acsenergylett.9b00543

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsenergylett.9b00543

 
4. AM:单激发诱导的多光学特性调制

响应敏感的智能光学材料在有源光学、显示、军用伪装和人工智能等应用中具有广泛的应用前景。然而,在相同材料内调节不同光学性质的困难极大限制了其应用。苏州大学Le He、Xiaohong Zhang多伦多大学 Geoffrey A. Ozin在磁性纳米棒的结晶胶体阵列(CCA)中证明了多种光学性质的磁性调制。研究表明,这些纳米棒在浓缩悬浮液中形成不寻常的单斜晶体。CCA以光子带隙和双折射的形式表现出光学各向异性,因此能够以50 Hz的速率对结构颜色和透射率进行磁调谐。进一步证明了基于这种多重磁光效应制造用于显示、防伪和智能窗应用的多功能装置。

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Li, H.; Li, C.; Sun, W.; Wang, Y.; Hua, W.; Liu, J.; Zhang, S.; Chen, Z.; Wang, S.; Wu, Z.; Zhu, Q.; Tang, R.; Yu, J.; He, L.; Ozin, G. A.; Zhang, X. Single-Stimulus-Induced Modulation of Multiple Optical Properties. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201900388

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201900388

 

5. ACS Energy Lett.:高效蓝光钙钛矿纳米片LED

钙钛矿纳米片(NPls)对于发光应用具有很大的前景,其在蓝色波长范围内拥有近乎完美的光致发光量子效率(PLQE)。然而,蓝光NP1发光二极管(LED)的外量子效率(EQE)仅达到0.12%。近日,剑桥大学Robert L. Z. Hoye卡文迪许实验Samuel D. Stranks指出NPl LED的性能主要受到发光层和空穴注入层之间较差的界面的阻碍。研究人员通过Kelvin探针和X射线光电子能谱测量,发现NPls具有非常深的电离电位(空穴注入势垒大),以及发光层和空穴注入层的界面严重非辐射复合。研究人员使用poly(triarylamine)作为中间层减少了这些非辐射损失。基于以上策略,研究人员实现了464 nm波长发射的蓝光LED,EQE增加到0.3%。天蓝色NPl LED的EQE可增加到0.55%。

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Hoye, R. L. Z.  Stranks, S. D. et al. Identifying and Reducing Interfacial Losses to Enhance Color-Pure Electroluminescence in Blue-Emitting Perovskite Nanoplatelet Light-Emitting Diodes. ACS Energy Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acsenergylett.9b00571

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsenergylett.9b00571

 
6. ACS Energy Lett.综述:提高钙钛矿发光二极管的效率

金属卤化物钙钛矿(MHP)具有突出的光物理性质,因此被评估为下一代光发射体。在短短几年内,多晶钙钛矿发光二极管(PeLED)的效率得到了极大的提高,并且正在赶上传统有机LED的效率。多晶PeLED的电致发光效率受到诸如有限的外耦合效率,MHP发光层中的电荷不平衡,控制表面形貌的困难,室温下的小激子结合能以及缺陷位置处的非辐射复合等缺点的限制。近日,首尔大学Tae-Woo Lee教授团队发表针对以上问题解决的策略综述,强调从光学工程,电荷平衡控制,形态学和纳米颗粒工程,以及化学修饰等方面克服这些缺点,并提出未来的研究方向,以进一步提高多晶PeLED的效率。

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Park, M.-H. T.-W. Lee. et al. Boosting Efficiency in Polycrystalline Metal Halide Perovskite Light-Emitting Diodes. ACS Energy Letters, 2019.

DOI: 10.1021/acsenergylett.9b00518

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b00518

 
7. Nature Commun.:具有蓝色分散发射和红色聚集诱导发射的疏水碳点

碳点(CD)作为有前景的荧光纳米材料之一。然而,红色或固态荧光的CD却鲜有报道。华南农业大学Yingliang Liu、Chaofan Hu以及华南师范大学Zhiming Liu等人通过一锅溶剂热法,成功地制备了具有蓝色分散发射和红色聚集诱导发射的疏水性CD(H-CD)。当引入水时,疏水相互作用导致H-CD的聚集。由于碳化核受到π-π堆积相互作用,H-CD簇的形成导致蓝色发射的关闭;并且由于表面围绕二硫键的分子内旋转的限制,红色荧光开启,这符合聚集诱发发射现象。当H-CD粉末完全溶解时,H-CD的这种开关荧光是可逆的。而且,分散在滤纸中的H-CD溶液几乎是无色的。最后,开发了一种可逆的双开关模式发光油墨,用于高级防伪和双重加密。

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Yang, H.; Liu, Y.; Guo, Z.; Lei, B.; Zhuang, J.; Zhang, X.; Liu, Z.; Hu, C. Hydrophobic carbon dots with blue dispersed emission and red aggregation-induced emission. Nature Communications, 2019.

DOI: 10.1038/s41467-019-09830-6

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09830-6#auth-7

 
8. Nano Energy:钙钛矿薄膜制备新策略!助力高效柔性PeLED

近日,KAISTSang Ouk Kim和Keon Jae Lee研究团队报道了通过闪光灯退火(FLA)钙钛矿(MAPbBr3)的超快再结晶用于发光二极管(LED)。强烈的近红外(NIR)峰值光谱(830和900 nm)闪光灯可以在~320 °C内快速加热基于MAPbBr3的LED结构,而不会发生辐射损伤。所制备的钙钛矿活性层十分致密,晶粒减少到~38 nm。钙钛矿层的表面粗糙度(均方根(RMS))降低了62%(从8.47到3.22 nm),同时抑制了限制钙钛矿LED(PeLED)的电流效率(CE)的漏电流。此外,研究人员还研究了三维温度模拟闪光诱导MAPbBr3再结晶的机理。成功地制备柔性PeLED,与热退火对照组相比,CE增强了252%。

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Jung, D. H. Kim, S. O. Lee, K. J. et al. Flash-Induced Ultrafast Recrystallization of Perovskite for Flexible Light-Emitting Diodes. Nano Energy, 2019.

DOI:10.1016/j.nanoen.2019.04.061.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519303623

 

9. Adv. Sci.:CsPbBr3纳米晶体用于高效,稳定和彩色钙钛矿太阳能电池

无机钙钛矿量子点可用作有效的发光下转换层,用于传统钙钛矿太阳能电池中的紫外阻挡和转换。吉林大学Hongwei Song、Dali Liu杰克逊州立大学Qilin Dai展示了通过在器件结构中集成CsPbBr3的新单元配置。改进的器件效率可达20.8%,实现多种颜色的荧光。

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Cong Chen,Yanjie Wu,Le Liu,Yanbo Gao,Xinfu Chen,Wenbo Bi,Xu Chen,Dali Liu,Qilin Dai,Hongwei Song. Interfacial Engineering and Photon Downshifting of CsPbBr3 Nanocrystals for Efficient, Stable, and Colorful Vapor Phase Perovskite Solar Cells. Advanced Science, 2019.

DOI: 10.1002/advs.201802046

https://doi.org/10.1002/advs.201802046

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