量子受限的CsPbBr3納米片（NPL）具有很窄的發射線寬，是很有希望的顏色飽和藍色發射體的候選材料，但其電致發光性能受到較差載流子輸運的限制。許多工作通常依賴於用短配體替換長配體，導致納米片的厚度顯著增加，從而難以獲得所需的發射顏色。
在此，南方科技大學的研究人員通過引入溴化銨（NH4Br）來實現短配體（丁胺和肉豆蔻酸）封端的CsPbBr3 納米片，其發射特性幾乎不變，從而有效地控制晶體生長動力學並鈍化表面缺陷。此外，與短共軛配體−對苯乙基溴化銨（PEABr）進行後合成處理，可以顯著提高其電性能和發光效率（薄膜光致發光量子產率超過80%）。最終獲得了2%（463 nm）的顯著電致發光效率，這是基於藍色鈣鈦礦NPL的發光二極體的記錄。相關論文以題目為「Efficient CsPbBr3 Nanoplatelet-Based Blue Light-Emitting Diodes Enabled by Engineered Surface Ligands」發表在ACS Energy Letters期刊上。
論文連結：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c02642
金屬鹵化物鈣鈦礦由於其寬的色域、容易的顏色可調性、和優異的載流子遷移率，在照明和顯示應用中是有希望的候選材料。在過去幾年中，高效鈣鈦礦發光二極體（PELED）的開發取得了巨大進展。迄今為止，綠色、紅色和近紅外PELED的最大外部量子效率（EQE）已超過20%。然而，它們的純藍色對應物的發射波長為460−470 nm作為全彩顯示和白色照明不可或缺的核心元素，仍然遠遠落後。
在Br基鈣鈦礦中加入Cl是實現藍色鈣鈦礦的常用策略。然而，這些Cl:Br混合鈣鈦礦在偏壓下由於鹵化物離子遷移而表現出嚴重的不可逆相分離。另一個策略是利用純Br鈣鈦礦中的量子限制效應。尤其是，具有半高寬窄光致發光全寬（fwhm）、大激子結合能和厚度可調發射的二維（2D）納米片（NPL）已顯示出光譜穩定的藍色發射體的巨大潛力。然而，之前報導的基於藍色NPL的LED通常表現出較低的EQE（<1%），主要是因為載流子傳輸較差。
眾所周知，油胺通常用作配體來合成CsPbBr3NPL，並且可以通過與[PbBr6]4的靜電相互作用來穩定所獲得的NPL層。然而，這些配體由於其龐大的絕緣烴鏈，不可避免地導致NPL的導電性差，從而削弱NPL固體中的載流子跳躍。從NPL表面部分去除這些配體可以提高載流子傳輸效率。然而，配體損失可能會在NPL表面上誘導缺陷位點，導致固態中的低PL量子產率（PL QYs），這對器件性能有害。（文：愛新覺羅星）
圖1（a）形成的示意圖。（b）質子化吸附能（c）發射波長和（d）PLQYs
圖2（a）光致發光峰位置，（b）光致發光QYs和（c）半高寬的時間變化。（d）TEM和HRTEM圖像。（e） AFM圖像和（f）高度剖面圖
圖3（a）器件結構。（b）器件能帶圖。（c）J−V-亮度以及（d）4.5nm和7nm厚器件的外部量子效率-J（EQE-J）曲線。（e）LED器件的（CIE）顏色坐標。（f）不同外加電流密度下4.5nm和7nm厚器件的EL光譜
本文來自微信公眾號「材料科學與工程」。歡迎轉載請聯繫，未經許可謝絕轉載至其他網站。