发光材料前沿每周精选丨0527-0602
纳米人 纳米人 2019-06-05
1. Small:基于M13病毒的结构用于荧光增强

荧光成像是研究生物相关大分子的一种有力工具,而所用的荧光探针则需要具有较高的位点特异性和发射效率。M13病毒是一种多功能的生物支架,目前已经被用于在其病毒衣壳上组装荧光团去靶向多种细胞。虽然M13-荧光团体系具有很高的选择性,但由于低的吸收截面和中等的量子产率,这些平台的分子检测限往往很低。麻省理工学院Angela M. Belcher团队将M13病毒、青色素3染料和银纳米粒子进行协同组装开发出来一种具有高发射率的荧光探针。实验通过改变纳米颗粒的大小和颗粒-荧光团的分离度,可使青色素3染料的发射效率提高24倍。此外,研究还发现随着病毒衣壳上染料表面密度的增加,探针的荧光信号也会随着增强。最后,实验将该荧光探针用于大肠杆菌的体外染色实验,进一步证明了在基于M13病毒的结构可用于荧光增强。

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Shengnan Huang, Angela M. Belcher. et al. M13 Virus-Based Framework for High Fluorescence Enhancement. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201901233

https://doi.org/10.1002/smll.201901233

 

2. Chem. Sci.:发蓝光的混合卡宾环金属化铱复合物

环金属化的铱复合物已成为有机发光二极管(OLED)和其他光电器件中性能最好的发射体之一。然而,开发设计可以发深蓝色光的环金属化铱复合物目前还是一项难题。休斯顿大学Thomas S. Teets教授团队报告了一种新的,发蓝光的环金属化铱复合物。其结构为Ir(C^C:NHC)2(C^C:ADC),其中C^C:NHC为N杂环卡宾(NHC)衍生的环金属化配体,而C^C:ADC则是一种具有非环二氨基卡宾(ADC)的环金属化配体。该复合物是通过级联反应制备的,会发出深蓝色光且具有很好的量子效率(ΦPL = 0.13-0.48),满足用于显色器的基本标准。

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Hanah Na, Thomas S. Teets. et al. Mixed‐Carbene Cyclometalated Iridium Complexes with Saturated Blue Luminescence. Chemical Science. 2019

DOI: 10.1039/C9SC01386E

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc01386e#!divAbstract

 
3. AM:8.1%!100 cm2大面积量子点基太阳能电池

溶液处理的胶体量子点(CQD)是用于实现低成本和高效光电器件的有吸引力的材料。尽管已经实现了令人印象深刻的CQD-太阳能电池性能,但由于CQD墨水的复杂沉积,CQD膜的制造仍局限于实验室规模的小面积。近日,韩国科学技术院Yeon Sik Jung、Jin Young Kim通过设计CQD液滴的溶质再分布,成功实现了用于光伏器件的大面积,均匀沉积的硫化铅(PbS)CQD油墨。实验和理论证明,CQD液滴的溶质 - 再分布动力学高度依赖于接触线的运动和溶剂的蒸发动力学。通过降低接触线的摩擦常数并增加液滴的蒸发速率,研究人员实现了CQD墨水在大面积上的长度和宽度的均匀沉积。通过利用喷涂工艺,在玻璃,氧化铟锡玻璃和聚对苯二甲酸乙二醇酯的各种基底上制造了具有3-7%厚度变化的大面积(高达100 cm2)的CQD膜。此外,用100 cm2 CQD薄膜证明了CQD太阳能电池的可扩展制造,其显示出8.10%的显着高效率。

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Choi, M.-J. Jung, Y.-S. Kim, J.-Y. et al. Tuning Solute-Redistribution Dynamics for Scalable Fabrication of Colloidal Quantum-Dot Optoelectronics. AM 2019.

DOI:10.1002/adma.201805886

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201805886

 

4. Nature Commun.:高效稳定荧光的白色OLED

通过优化发射层的分子结构,新兴的热活化延迟荧光材料在有机发光二极管(OLED)的效率方面具有巨大潜力。然而,高效率和稳定的白色OLED器件结构设计中仍然具有挑战性。华南理工大学Dongge Ma德雷斯顿工业大学Karl Leo团队提出了一种基于热激活延迟荧光的白色OLED的通用设计策略。并建立了一个新颖的体系“橙色热激活延迟荧光发射层,由蓝色热激活延迟荧光主机敏化”结合有效的激子-受限的发射层。与单层和双层发光器件相比,EQE分别提高了31%和45%,器件工作稳定性也提高了近五倍。

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Wu, Z., Liu, Y. et al. Strategic-tuning of radiative excitons for efficient and stable fluorescent white organic light-emitting diodes. Nat. Commun. 10, 2380, 2019

Doi:10.1038/s41467-019-10104-4.

https://www.nature.com/articles/s41467-019-10104-4

 

5. 中山大学潘梅Angew:在染料封装的MOF中,双光子能量转换产生的白光发射

白光磷光体的设计在固态照明(SSL)和相关领域中具有极大的实际价值。中山大学潘梅团队首次提出了在一系列染料封装MOF(LIFM-WZ-6)系统中通过双光子能量转换获得白光发射(WLE)的新策略。除了传统的紫外激发单光子吸收(OPA)途径,白光调制也可以通过双光子吸收(TPA)途径的MOF主链和封装染料的NIR激发绿色和红色发射的组合获得。这种全新的WLE生成策略将不同的光子能量转换机制巧妙结合,为开发其他光物理和光化学相关领域的新颖材料提供了一条行之有效的途径。

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Wang, Z. , Zhu, C. , Mo, J. , Fu, P. , Zhao, Y. , Yin, S. , Jiang, J. , Pan, M. and Su, C. (2019), White Light Emission from Dual‐Way Photon Energy Conversion in a Dye‐Encapsulated Metal‐Organic Framework. Angew. Chem. Int. Ed.. 2019

Doi:10.1002/anie.201905186.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201905186

 

6. 池毓务Small:氧化的多壁碳纳米管具有强的电化学发光性能

碳纳米管在目前已经得到了广泛的研究和应用。硝酸(HNO3)常用于处理CNTs已对其进行纯化,并可以制备各种氧化的CNTs。然而,目前对于HNO3处理后的CNT的光学性能的研究还非常少。福州大学池毓务教授团队首次观察到被HNO3氧化的多壁碳纳米管(ox-MWCNTs)具有较强的电化学发光(ECL)活性,证明ox-MWCNTs是继碳量子点(CQDs)和石墨烯量子点(GQDs)之后的又一种新型优良的ECL碳纳米材料。实验利用多种表征技术揭示了ox-MWCNTs 的ECL活性与其表面状态的关系;详细研究了ox-MWCNTs的ECL行为并提出了对应的ECL机制;最后对ox-MWCNTs纳米材料在ECL传感和基于CNt的催化剂研究中的应用前景进行了展望。

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Ruina Wang, Yuwu Chi. et al. Strong Electrochemiluminescence Emission from Oxidized Multiwalled Carbon Nanotubes. Small. 2019

DOI: 10.1002/smll.201901550

https://doi.org/10.1002/smll.201901550

 

7. Nature Commun.:范德瓦尔斯异质结构中俄歇散射层间激子的上转换电致发光

影响发光器件操作的载流子 - 载流子相互作用的有趣物理学激发了对高激发载流子密度的半导体结构的研究。通过将载流子电注入到实际和k空间中间接的WSe2 / MoS2 II型异质结构中,我们建立了大量典型的光学静音层间激子。近日,法国强磁场国家实验室M. Potemski联合曼彻斯特大学A. Kozikov揭示了它们的发射光谱,并表明发射能量可以通过施加的电场调节。当通过在WSe2和MoS2之间引入hBN间隔物来抑制辐射复合率来进一步增加群体时,俄歇型和激子 - 激子湮灭过程变得重要。通过观察上转换发射来追踪这些过程,研究人员证明在非辐射俄歇过程中获得能量的激子可以被回收并且以辐射方式重新组合。

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Binder, J. Potemski, M. Kozikov, A. et al. Upconverted electroluminescence via Auger scattering of interlayer excitons in van der Waals heterostructures. Nat. Commun. 2019.

DOI:10.1038/s41467-019-10323-9

https://www.nature.com/articles/s41467-019-10323-9.pdf

 

8. Nature Commun.:兼具高效率和低驱动电压的荧光有机发光二极管

通常认为,需要全带隙电压来实现有机发光二极管中的有效电致发光(EL)。近日,北卡罗来纳州立大学 Franky So研究团队证明了具有大单重 - 三重态分裂的有机分子可以在低于带隙电压的电压下实现有效的EL。 EL起因于三重融合导致的延迟荧光。研究人员还证明了蓝色荧光有机发光二极管的功率效率高于一些最佳的热活化延迟荧光和磷光蓝色有机发光二极管。 目前的研究结果表明,利用有机发光二极管材料中纯有机分子的三重态融合,为实现稳定高效的蓝色有机发光二极管提供了另一种途径。

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Salehi, A. So, F. et al. Realization of high-efficiency fluorescent organic light-emitting diodes with low driving voltage. Nat. Commun. 2019.

DOI:10.1038/s41467-019-10260-7

https://www.nature.com/articles/s41467-019-10260-7

 

9. AM:可拉伸的有机金属-卤化物-钙钛矿量子点LED

可拉伸发光二极管(LED)和电致发光电容器可能为可穿戴电子产品带来新机遇; 然而,这些装置缺乏效率和/或拉伸性。近日,吉林大学 Hong‐Bo Sun联合加州大学洛杉矶分校Qibing Pei展示了具有高效率和机械顺应性的可拉伸有机金属-卤化物-钙钛矿量子点LED。该混合装置采用符合表面起皱弹性体基底的超薄(<3μm)LED结构。 其发光效率高达9.2 cd A-1,比刚性氧化铟锡/玻璃基板上制造的控制二极管高70%。高达50%拉伸应变的机械变形不会引起电致发光性能的显着损失。该装置可承受20次拉伸应变的1000次拉伸-释放循环,电致发光性能波动小。

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Li, Y.-F. Sun, H.-B. Pei, Q. et al. Stretchable Organometal-Halide-Perovskite Quantum-Dot Light-Emitting Diodes. AM 2019.

DOI:10.1002/adma.201807516

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201807516

 

10. 黄维&陈淑芬ACS Omega:TOPO钝化增强钙钛矿LED性能

金属卤化物钙钛矿量子点(QDs)由于其高光致发光量子效率,高色纯度,和大的激子结合能的优异光学性质在下一代显示器和固体照明领域引起了显着的研究兴趣。大量的表面缺陷和非辐射复合被认为是钙钛矿QD在高效发光二极管(LED)中的实际应用迫切需要解决的主要问题。近日,南京邮电大学黄维、陈淑芬研究团队报道了绿色钙钛矿QD CH3NH3PbBr3与三辛基氧化膦(TOPO)的有效钝化。通过简单地将适量的TOPO加入到非极性甲苯溶剂中合成CH3NH3PbBr3 QDs,这些合成的钙钛矿QDs的表面缺陷明显减少,同时光致发光寿命增加,非辐射复合受到抑制。进一步研究表明,TOPO(路易斯碱)的电负性氧与钙钛矿中未配位的Pb2 +离子和不稳定的铅原子键合。通过TOPO钝化,基于CH3NH3PbBr3的绿色钙钛矿QD LED的亮度,电流效率和外部量子效率分别提升93.5,161.1和168.9%,达到1635 cd m-2,5.51 cd A-1和1.64%。此外,TOPO的存在显着改善了CH3NH3PbBr3QD和相关器件的稳定性。该研究工作为制备低缺陷密度钙钛矿QD和高效稳定的钙钛矿QD LED提供了一种有效的策略。

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Yao, Y. Chen, S. Huang, W. et al. Efficient Quantum Dot Light-Emitting Diodes Based on Trioctylphosphine Oxide-Passivated Organometallic Halide Perovskites. ACS Omega 2019.

DOI:10.1021/acsomega.9b00464

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsomega.9b00464

 

11. JPCL:Mn掺杂2D钙钛矿实现黄光LED

与其三维(3D)对应物相比,掺入疏水性有机间隔阳离子的二维(2D)钙钛矿显示出改善的膜稳定性和形态。然而,由于室温下强烈的激子 - 声子相互作用,2D钙钛矿通常表现出低的光致发光量子效率(PLQE),这限制了它们在发光二极管(LED)中的效率。近日,南京工业大学Chang Yi、Jianpu Wang研究同队通过在(benzimidazolium)2PbI4 2D钙钛矿薄膜中掺杂Mn2 +来抑制激子 - 声子相互作用,提高2D钙钛矿LED的器件性能。 Mn掺杂的扭曲[PbI64-八面体和2D钙钛矿结构中没有支链的刚性benzimidazolium(BIZ)环导致钙钛矿的结晶度和刚性提高,导致抑制声子 - 激子相互作用并增强PLQE。在此策略的基础上,该研究团队首次报道了2D(n = 1)钙钛矿中自由激子的黄色电致发光,最大亮度为225 cd m-2,峰值EQE为0.045%。

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Zhang, L. Yi, C. Wang, J. Bright Free Exciton Electroluminescence from Mndoped Two-Dimensional Layered Perovskites. JPCL 2019.

DOI:10.1021/acs.jpclett.9b01326

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.jpclett.9b01326

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