广西大学物理科学与工程技术学院纳米光子学团队在Mn2+掺杂CsPbCl3纳米晶发光性能提升研究中取得系列进展
日期：
2024-11-25
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Mn2+掺杂CsPbCl3钙钛矿纳米晶（NCs）因其大斯托克斯位移和明亮的橙红光发射，在光电器件领域展现出巨大潜力。然而，低光致发光量子产率（PL QY）和稳定性问题一直制约其应用。近期，我院纳米光子学团队研究通过稀土元素、碱土金属离子共掺杂以及后处理技术，成功提升了Mn2+掺杂CsPbCl3纳米晶的发光性能，为其在高效光电器件中的应用奠定了新基础。通过引入稀土元素铕离子（Eu3+）对Mn2+:CsPbCl3纳米晶进行共掺杂，显著提高了纳米晶的PL QY，达到90.92%。Eu3+的掺入减少了非辐射复合，提升了激子向Mn2+的能量转移效率，并增强了紫外光和水的稳定性。该方法不仅优化了发光性能，还为开发更高效的钙钛矿纳米晶材料提供了新的思路。相关结果发表在《Journal of Rare Earths》（DOI: 10.1016/j.jre.2024.06.008，中科院一区）碱土金属离子（AE2+）的共掺杂也被证明能有效改善Mn2+:CsPbCl3纳米晶的性能。通过对Sr2+等碱土金属离子与Mn2+的协同作用进行研究，团队发现较小的碱金属离子引起晶格收缩，从而提升了PL QY并增强了光稳定性。这一发现为调控过渡金属掺杂钙钛矿纳米晶的发光特性提供了重要启示。相关结果发表在《Materials Research Bulletin》（DOI: 10.1016/j.materresbull.2023.112599）此外，后处理技术也在提升Mn2+掺杂CsPbCl3纳米晶的性能中发挥了关键作用。研究表明，利用CaCl2乙醇溶液对纳米晶进行后处理，能够有效钝化表面缺陷，增强激子向Mn2+的能量转移，提高PL QY至96%，并显著提高了耐热性和抗紫外光照射的能力。这种后处理方法为制造高效、稳定的掺杂钙钛矿纳米晶提供了新的途径。相关结果发表在《Journal of Rare Earths》（DOI: 10.1016/j.apsusc.2024.160887，中科院二区Top）上述研究成果不仅为提升Mn2+掺杂CsPbCl3纳米晶的发光效率和稳定性提供了新策略，也为其在光电器件中的应用，如白光发光二极管和光学防伪等领域的推广铺平了道路。随着这些新技术的不断完善，未来掺杂钙钛矿纳米晶在高性能光电器件中的应用前景广阔。
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