一种利用有前途的材料制造蓝光的新策略

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长三角G60激光联盟导读
佛罗里达州立大学(Florida State University)的一个研究小组开发了一种利用一类材料产生蓝光的新方法，这些材料在光电器件(包括太阳能电池、发光二极管(led)和激光器)方面显示出巨大的潜力。

EDBESO4处理的CsPbBr3 NPL的合成方案。来源：Advanced Energy Materials DOI: 10.1002/aenm.202201605
由FSU的化学教授Biwu Ma领导的团队在《先进能源材料》上发表了一项新研究，该研究提出了一种简单有效的方法，从金属卤化物钙钛矿中产生高效稳定的蓝光。金属卤化物钙钛矿是一类新兴的半导体材料，其特点是具有立方晶体结构，具有良好的发光性能，而且制造简单、成本低廉。
包括Ma在内的科学家已经创造出了高效稳定的钙钛矿基LEDs ，用于绿光和红光，但高效稳定的蓝光一直难以实现。蓝光需要很大的能量，而且蓝光的纯度往往会随着时间的推移而下降。

a）基于原始CsPbBr3NPL和掺TPBi的EDBESO4处理的CsPbBr3 NPL的器件的EL光谱；b）经处理的CsPbBr3单载波器件的电流密度与电压。
【一种利用有前途的材料制造蓝光的新策略】没有高效稳定的蓝光，就不可能产生白光。
Ma说:“我们开发了新的策略，从钙钛矿中获得高效和稳定的蓝光，并制造出性能更高的LEDs 。如果你想要全彩色显示屏，你需要蓝色、绿色和红色。绿色和红色已经有了很好的表现，但蓝色更难。要形成稳定的蓝色并不容易，因为蓝色的能量更高。 ”
Ma和他的团队使用一种基于化学化合物铯铅溴化物(CsPbBr3)的金属卤化物钙钛矿制造出了蓝色发光纳米片。纳米板是一种厚度只有几个单元细胞的纳米材料，因此会受到强介电和量子约束的影响。

图3 具有a）EDBESO4处理的CsPbBr3 NPL的薄膜在环境条件下的PL光谱；b）环境条件下的原始CsPbBr3 NPLs；c）在连续紫外线照射下 EDBESO4处理CsPbBr3NPLs; d)原始CsPbBr3 。
为了让这些特殊的纳米片发出高效稳定的蓝光，研究人员在它们表面涂上了一种多功能有机硫酸盐，这被称为表面钝化，这是一种用于提高发光性能和稳定性的高效方法。
在这个项目中，简单的有机硫酸盐钝化有助于防止纳米片降解，使它们发出更有效和更稳定的蓝光。

图4 a) EDBESO4处理的CsPbBr3 NPLs的暗场STEM ，顶部插入物在更高放大倍率下显示一个NPL; b)原始CsPbBr3 NPLs和EDBESO4处理CsPbBr3 NPLs的粉末XRD谱图。
使用这些表面钝化的CsPbBr3纳米片作为发射器，制造了概念验证LEDs ，以显示纯蓝光发射，峰值为462纳米。本研究中获得的每平方米691candela的亮度（指定设备亮度的标准单位）和20分钟的半衰期是迄今为止报道的基于纳米片的纯蓝色钙钛矿LEDs的最佳值。
这项工作清楚地显示了使用适当表面钝化的钙钛矿纳米片作为高效稳定LED的发光体的潜力。
来源：Efficient and Stable Blue Light Emitting Diodes Based on CsPbBr 3 Nanoplatelets with Surface Passivation by a Multifunctional Organic Sulfate Advanced Energy Materials (2022). DOI: 10.1002/aenm.202201605

一种利用有前途的材料制造蓝光的新策略

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