返回
钙钛矿量子点显示材料（通过晶体结构调控提升双钙钛矿的发光性能）
钙钛矿量子点显示材料（通过晶体结构调控提升双钙钛矿的发光性能）
2024-07-02 04:44:16  作者:喂莪在告白  网址:https://m.xinb2b.cn/sport/icl419457.html

卤化铅钙钛矿中铅的毒性问题对生态环境和人类健康造成潜在危害，这引起了世界各国的广泛关注。无铅双钙钛矿Cs2AgInCl6因其稳定性好、载流子寿命长、易于加工并具有直接带隙等优点被认为是非常有潜力的替代材料。但Cs2AgInCl6目前还存在以下几点问题：受到奇偶禁戒跃迁的限制，发光效率不够高，稳定性还不足以达到实际商业应用水平。

日前，提出利用SiO2对Cs2AgInCl6进行结构调整，以此方式来提高其发光强度和稳定性。SiO2改变了Cs2AgInCl6的生长方式和晶体形貌，从八面体变成截塔八面体。结构改变后，晶胞分散，突破吸收极限，SiO2还钝化了材料表面，形成抗氧化保护膜。因此，光致发光的发射强度提高了181.5%，稳定性提高了83.11%。此外，还发现了Cs2AgInCl6在低温下（20 K）的一种新的双发射现象（λex=365 nm：λem≈580 nm；λex=325 nm：λem≈505 nm）；这一现象解释了Cs2AgInCl6在室温下400-450 nm的肩状发射问题，阐明了其发光机理。相关论文以题为“Novel Cryogenic Dual-Emission Mechanism Of Lead-Free Double Perovskite Cs2AgInCl6 and Using SiO2 To Enhance their Photoluminescence And Photostability”发表在Journal of Hazardous Materials。文章通讯作者为张晓松，第一作者为巩枭凯。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123821

钙钛矿量子点显示材料（通过晶体结构调控提升双钙钛矿的发光性能）(1)

Cs2AgInCl6是一种很有前途的白光照明材料，它存在自陷激子(STE)、局部载流子和软晶格等特性，可以发射400-800 nm的宽光谱。然而，由于其反转对称，奇偶禁入跃迁的形成已经被证明[74]。STE和禁带的转换使得Cs2AgInCl6的PLQY非常低，从而阻碍了它的商业发展。因此，许多研究的目标是提高其整体发光性能。目前，一般通过掺杂Na 和Bi3 离子来改变Cs2AgInCl6的对称性来打破奇偶禁入跃迁的禁戒，从而提高PLQY。在Cs2AgInCl6晶格中加入Na 和少量Bi3 离子，可以降低体系的晶体对称性，有助于实现奇偶性变化。然而，上述方法并没有解决晶格缺陷的问题。与支持商业应用相比，基于Cs2AgInCl6的产品的稳定性必须提高。

调整材料的结构是用于提高发光材料稳定性的常用方法，例如用Al2O3包覆一些发光材料，可以提高其抗辐射能力；通过涂覆TiO2可以提高发光材料的抗氧化能力；在量子点表面包覆SiO2可以提高其在潮湿环境中的稳定性。从实际考虑，需要一种既能提高Cs2AgInCl6的发射强度又能提高其稳定性的方法，SiO2已经被证明可以满足这些要求。在稳定性方面，SiO2纳米颗粒可以修饰晶体缺陷和钝化晶体表面。注意，SiO2形成的保护层可以防止材料被氧化，阻止水和氧的侵蚀。对于高效的光发射，SiO2纳米颗粒可以防止量子点聚集。此外，结构的改变可能会影响材料的发光机制。本文探讨了外部环境对材料稳定性和结构的影响，了解了不受声子能量影响下的发光机理，即低温（<80K）材料的发光机理与结构变化的关系。

这项工作中，作者利用无机材料(SiO2)以限制材料晶体结构的方式来调节Cs2AgInCl6的发光强度，之后再进一步确定这种结构调整是否可以同时提高材料的稳定性和发光强度。并重点了解了结构调整提高稳定性和发光强度后，80 K以下时发光机理的变化。

钙钛矿量子点显示材料（通过晶体结构调控提升双钙钛矿的发光性能）(2)

图1.（a）生长3 s和30 min以及添加SiO2（2 ml TEOS）后的XRD；（b）生长3 s后的Cs2AgInCl6；（c）生长30 min后的Cs2AgInCl6（30 min），（d）反应3 s后添加SiO2的Cs2AgInCl6（3 s）/SiO2，（e）反应30 min后添加的SiO2。（f） Cs2AgInCl6在不同生长过程中的XRD图谱以及（g）Cs2AgInCl6（3s），（h）Cs2AgInCl6（3s）/H2O & Ethanol （TEOS 0ml），（i）Cs2AgInCl6（3s）/SiO2（TEOS 0.5 mL）和（j）Cs2AgInCl6（3s）/SiO2（TEOS 2 mL）的SEM成像。

钙钛矿量子点显示材料（通过晶体结构调控提升双钙钛矿的发光性能）(3)

图2.受SiO2影响的晶体演化过程示意图

钙钛矿量子点显示材料（通过晶体结构调控提升双钙钛矿的发光性能）(4)

图3.不同制备条件下产物的吸收光谱和荧光光谱：不同生长时间（3 s，30 min）下以及分别与SiO2混合的（a）吸收光谱和（b）荧光光谱（使用365 nm的激发波长）；分别加入H2O和乙醇以及0.5 mL和2 mL正硅酸乙酯后，生长时间为3 s下的（c）吸收光谱和（d）荧光光谱（使用365 nm的激发波长）。

钙钛矿量子点显示材料（通过晶体结构调控提升双钙钛矿的发光性能）(5)

图4.Cs2AgInCl6（3 s）/SiO2粉末、Cs2AgInCl6（30 min）粉末和CsPbBr3粉末在空气等离子体轰击下的稳定性。

钙钛矿量子点显示材料（通过晶体结构调控提升双钙钛矿的发光性能）(6)

图5.（a）由365 nm光源激发的Cs2AgInCl6（3 s）/SiO2，（b）由325 nm光源激发的Cs2AgInCl6（3 s）/SiO2的温度依赖性PL光谱。

在研究中，作者通过利用SiO2参与Cs2AgInCl6的晶体生长过程，合成了截塔八面体Cs2AgInCl6。测定的吸收光谱结果表明，Cs2AgInCl6/SiO2相比Cs2AgInCl6的吸收性能有所提高。SiO2是通过调节Cs2AgInCl6的晶体结构来改变晶体排列，从而限制晶体生长，分散晶体单元，打破吸收和发射的限制。使用SiO2可使PL发射强度增加181.5%。此外，与纯Cs2AgInCl6相比，Cs2AgInCl6/ SiO2具有更好的抗氧化和抗离子性损伤的能力。SiO2参与了Cs2AgInCl6晶体的生长，但不改变晶体内部的晶包结构，也不改变晶体的本征的发光机制。变温PL证明白光发射主要来源于STEs。发现了Cs2AgInCl6和Cs2AgInCl6/SiO2在低温下（80 K以下）的一种新的双发射现象（λex=365 nm：λem≈580 nm；λex=325 nm：λem≈505 nm）及其发射机制。

综上所述，双功能材料SiO2实现了在结构上对Cs2AgInCl6进行了调整，提高其发光强度以及发光稳定性。该策略为改进Cs2AgInCl6的发光性能提供了新的参考。证明了Cs2AgInCl6在低温下的双发射特性，进一步为Cs2AgInCl6的发光机理提供了新的认识。

*感谢论文作者团队对本文的大力支持。

本文来自微信公众号“材料科学与工程”。欢迎转载请联系，未经许可谢绝转载至其他网站。

  • 关于电动车安全的小知识 电动车这个部位
  • 2024-07-02关于电动车安全的小知识 电动车这个部位电动车在我国应用广泛，据统计，中国的电动两轮、三轮自行车保有量目前已超过3亿！随处可见的电动车给人们带来便捷的同时，也有不可忽视的安全隐患在此，中阳消防给大家提个醒，除了在充电时要严格遵守规范，平时也。
  • 劲爆战士1陀螺开箱（劲爆战士一中的圣兽陀螺使用者们）
  • 2024-07-02劲爆战士一中的圣兽陀螺使用者们《劲爆战士1》讲述了传说在虚拟的未来世界，曾有七个劲爆战士，拥有寄居着强大圣兽的劲爆陀螺，他们赢得了无数财宝，并将其藏在一个无人知晓的小岛上时隔多年，要开启宝藏必须集齐曾经的七个劲爆陀螺并以北斗七星阵。
  • 下饭菜大全及做法（美食食谱在家请客吃饭）
  • 2024-07-02美食食谱在家请客吃饭大家好，欢迎大家来到我的美食自媒体，我是美食领域创作者锦绣V山东：“专注美食，让生活更有味”今天为大家带来了几道家常美食的做法，这几道美食也是深受大家的喜欢，而且是很常见的几道美食天天用普通的食材，做。
  • 秋天夜晚的景色描写（描写秋季夜景的句子分享）
  • 2024-07-02描写秋季夜景的句子分享湖光秋月两相和，潭面无风镜未磨瞧那边，好像天上的白云飘落在了的上，哦，那是棉花田呀我走近去看，见到有的棉花全开放啦，露出了雪一样的白的棉絮；有的还是桃骨朵，看起来胀的要破裂了似的；有的含苞欲放，像少女。
  • 调侃自己又老了一岁（恭喜自己又老一岁）
  • 2024-07-02恭喜自己又老一岁文/赵堃“唵嘛呢叭咪吽”紧张的工作之中，生日悄悄的又来到了我还记得去年写纪念生日的那个晚上，自己一个人对着小桌子，写下了一篇长长的文章生日的愿望，在这里我就现许一个吧——唵嘛呢叭咪吽，这六字真言，是我。
  • 怎么领养猫狗要有什么条件（网上领养猫狗谨防）
  • 2024-07-02网上领养猫狗谨防微信朋友圈传播免费领养宠物狗？最新诈骗方式微信朋友圈免费领养狗狗，您信了吗？“宠物犬基地冬季效益不好，现在为了宣传，送出小狗，爱心人士请添加微信，免费领养小狗”近期微信朋友圈被这条免费领养狗狗的消息刷。
  • 天然气灶品牌排行（上榜盖得权威测评认证）
  • 2024-07-02上榜盖得权威测评认证　　蓝炬星集成灶凭借雄厚的品牌实力、优质的产品性能、领先的智能智造技术在众多品牌的集成灶中脱颖而出，上榜盖得权威测评认证，再一次用实力印证了蓝炬星品牌的非同凡响，成为中国集成灶领导品牌　　盖得排行是权。
  • 傅程鹏演过的谍战电视剧（傅程鹏又一谍战剧来袭）
  • 2024-07-02傅程鹏又一谍战剧来袭最近的谍战剧《罚罪》不知道大家看得是过瘾，赵老三颠覆了大家对他以往的认知，之前在《我是特种兵》里饰演的李二牛可是让人印象深刻如今造型一换成为大反派，着实让人出戏，一度成为《罚罪》这部剧中喜剧刺客，真是。
  • 抗日老兵世纪对话（嘀嘀嗒嗒电码声）
  • 2024-07-02嘀嘀嗒嗒电码声惊悉抗战老兵张海潮老先生于今晨8.08驾鹤西逝，不胜感慨唏嘘！张老结缘于民革的活动和会议，至2008年5月我在双眼井巷开设“黄炳元委员工作室”后，张老去就诊、外岀，穿着大方得体，顺路过来坐坐谈谈才知道。
  • 福建省2023年至2030年规划的机场：福建省民航机场发展报告
  • 2024-07-02福建省2023年至2030年规划的机场：福建省民航机场发展报告民航机场体系福建民航概况福建省位于中国华东地区，是21世纪海上丝绸之路的重要起点，其东南沿海城市是海峡西岸城市群的重要组成部分福建省福州市和台湾省台北市一道组成“博台线”东南端点，福州都市圈是中国八大。
  • 物理降温用热毛巾都擦哪里（收藏贴冰袋）
  • 2024-07-02收藏贴冰袋​​一位患者就诊经历发热门诊里，有位母亲带着18岁的女儿来到分诊台前，焦急地问道：“能让大夫先看看我女儿吗？她发高烧，以前吃退烧药又会起皮疹，也没敢吃，这都烧一晚上了.....”我抬头环顾周围患者同样。
  • 李靖是哪吒的儿子吗（哪吒的母亲是李靖的原配）
  • 2024-07-02哪吒的母亲是李靖的原配哪吒的母亲是李靖的原配，为什么大家称她殷夫人，而不是李夫人？《哪吒之魔童降世》这部电影想必大家都已经看过了吧，说真的，在这部电影上映前，真的是很不看好这部作品的，因为剧中的改编太大了，而且哪吒这个角色。