1. Small綜述：鹵化鈣鈦礦型納米晶在LED，顏色轉換器，激光器及其他領域的應用
近年來，鹵化鈣鈦礦型納米晶體（LHP-NCs）在光產生方面顯示出優異的性能，包括熒光量子產率高、發射半高寬窄、發射波長可調、雙極傳輸的有趣電特性優點，因此其在太陽能電池、光電探測器、色彩轉換器、低閾值激光、X射線閃爍器和單光子發射器、光致和電致發光二極管等光電器件領域都有極大的潛力。
近日，南洋理工大學Hilmi Volkan Demir團隊報道了一篇鈣鈦礦綜述，回顧了迄今為止其已取得的重大進展，以及LHP-NC的光電應用中的挑戰和未來前景。首先，對LHP-NC的基本特性進行了粗略介紹，以便對其有更好的理解，之后總結了有關LHP-NC的發光能力及其應用的最新研究進展，包括LED，顏色轉換器，激光，非經典X射線閃爍器和單光子發射器。還討論了對發展，挑戰和前景的見解。作者希望本綜述為基于LHP-NC和其他材料的后續研究或新的潛在應用提供靈感。
Hilmi Volkan Demir et al. Light Generation in Lead Halide Perovskite Nanocrystals: LEDs, Color Converters, Lasers, and Other Applications. DOI: 10.1002/smll.201902079
https://doi.org/10.1002/smll.201902079
2. 胡斌AM: 準2D鈣鈦礦薄膜的雙光子上轉換光致發光
田納西大學胡斌團隊報道了一種通過溶液加工準2D鈣鈦礦薄膜（PEA）2（MA）4Pb5Br16與使用連續波（CW）紅外光激發直接激發間隙態來生成兩光子上轉換光致發光（PL）的新方法。通過用980 nm連續激光激發間隙態，觀察到可見光PL在520 nm處具有峰值功率依賴性，這表明在準2D鈣鈦礦膜中出現了兩光子上轉換PL。通過減小n值來減小間隙狀態會導致雙光子上轉換PL信號急劇下降。
這證實了間隙態確實產生準2D鈣鈦礦中的雙光子上轉換PL。此外，機械刮擦表明，在準2D鈣鈦礦薄膜中，不同n值的納米片基本上均勻地形成，從而產生多光子上轉換光發射。更重要的是，發現雙光子上轉換PL對外部磁場很敏感，這表明間隙態本質上是作為空間擴展態形成的，準備用于多光子激發。
Two‐Photon Up‐Conversion Photoluminescence Realized through Spatially Extended Gap States in Quasi‐2D Perovskite Films. Adv. Mater. 2019, 1901240.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201901240
3. ACS Appl. Mater. Interfaces：磷鎢酸替代PEDOT:PSS作為空穴注入層的高效穩定綠光QLED
傳統的量子點發光二極管（QLED）通常使用PEDOT:PSS作為空穴注入層，然而有機PEDOT:PSS或多或少會對器件穩定性有一定的負面作用。然而，無機載流子傳輸層由于其高的載流子遷移率和出色的化學/熱穩定性而被廣泛應用于高效長壽命的光電器件。近日，上海大學楊緒勇教授團隊使用溶液法制備了磷鎢酸（TPA）作為倒置QLED的空穴注入層（HIL），可實現高達約20％的外量子效率（EQE）。
此外，通過使用銅摻雜策略對磷鎢酸進行改性，提高了磷鎢酸的空穴遷移率和電導率，并降低了器件的空穴注入勢壘，從而實現了更好的電荷平衡和更低的啟動電壓。最后與常規PEDOT：PSS基QLED器件進行了穩定性對比，發現基于銅摻雜磷鎢酸的QLED使用壽命提高了將近5倍。
Yang et al. Efficient and Stable Inverted Quantum Dot Light-Emitting Diodes Enabled by An Inorganic Copper-Doped Tungsten Phosphate Hole-Injection Layer. ACS Applied Materials Interfaces.
DOI: 10.1021/acsami.9b13394
https://doi.org/10.1021/acsami.9b13394
4. AFM: 插入多層PMMA電子阻擋層以實現高效紅光QLED
量子點發光二極管（QLED）作為下一代新型顯示及固態照明的有力競爭者，已經展示出了巨大的潛力。然而，通常情況下ZnO電子傳輸層的電子遷移率遠大于空穴遷移率，因此往往會造成載流子注入不平衡，導致QLED性能偏低。針對這個問題，卡爾加里大學Yujun Shi團隊通過使用多層PMMA電子阻擋層交替夾雜在量子點之間實現了高效高亮度的紅光QLED。通過制造和優化具有不同數量PMMA層的QD-LED器件的性能，研究了最佳PMMA層數。
一個PMMA層不能充分阻止多余的電子注入，而三個或更多的PMMA層不僅可以阻止多余的電子通過，還可以用作絕緣體以減少器件電子電流。然而，使用過多的PMMA層可能會導致位錯，并且使得電子和空穴的陷阱在發射層中傳播，從而增加發射層中非輻射復合的概率，并降低器件的效率。此外，使用APSYS軟件進行了數值模擬，以研究在施加偏置電壓時添加PMMA層對QD層中電荷載流子濃度和輻射復合率的影響。
Shi et al. Highly efficient quantum dot light-emitting diodes by inserting mutiple poly(methyl methacrylate) as electron-blocking layers.
DOI: 10.1002/adfm.201906742
https://doi.org/10.1002/adfm.201906742
5. Chem. Asian J: 涂有超疏水有機硅殼的高穩定鈣鈦礦量子點及其白色發光二極管
自鈣鈦礦量子點問世以來，其出色的光學性能便受到了廣泛的關注。然而，鈣鈦礦量子點通常對水或濕氣敏感，穩定性較差，因而嚴重限制了它們的實際應用。復旦大學武利民教授團隊報道了一種簡單有效的改善MAPbBr3量子點穩定性的方法，即使用1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)改性的聚乙氧基硅氧烷通過溶膠-凝膠反應得到的氟化有機硅(FSiO2)殼對鈣鈦礦量子點進行包覆，從而在鈣鈦礦量子點的表面上形成有機硅殼而不會破壞它們晶體結構。
結果表明，超疏水MAPbBr3/FSiO2的耐水穩定性顯著增強，甚至在浸入水中12小時后仍顯示強熒光。該方法也便于制備超疏水的MAPbBr2.4Cl0.6 /FSiO2和MAPbI3/FSiO2粉末。此外，這些超疏水的紅色及綠色MAPbX3 /FSiO2可進一步用于制造白光發光二極管(LED)。
Wu et al, Stable Perovskite Quantum Dots Coated with Superhydrophobic Organosilica Shells for White Light-Emitting Diodes. Chem. Asian J.
DOI: 10.1002/asia.201901289.
https://doi.org/10.1002/asia.201901289
6. ACS Nano: 基于鈣鈦礦量子點的高效光探測/發射雙功能設備
同時具備光探測和光發射的雙功能設備在諸多應用領域中都具有極大的吸引力，其中主要包括顯示器，傳感器和高速光通信等。然而，此類雙功能設備的實現仍舊是一個挑戰，因為它需要將光電晶體管與發光二極管集成到單個設備中，不僅要通過內置電場使光生激子分離，還要通過帶隙偏移來增強輻射復合。臺灣大學陳永芳教授團隊報道了一種基于鈣鈦礦量子點的可發光高靈敏超快相應的寬帶垂直堆疊光電晶體管，可以同時充當高效的光電探測器和發光二極管。
其中鈣鈦礦既可以用作激子生成中心，又可以作為重組中心，并且可以同時實現高性能的光電探測和發光，此外還可以通過施加柵極電壓來修改光電晶體管中光電流的大小和方向。所制備器件不僅實現了高達1.2×1010的外量子效率，大大超過了先前報道的光電晶體管，還顯示出明亮的綠色發射，量子效率約為5.6％。
Chen et al, Graphene Sandwich Stable Perovskite Quantum-Dot Light-Emissive Ultrasensitive and Ultrafast Broadband Vertical Phototransistors. ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.9b03165.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b03165
7. 戚亞冰ACS Energy Lett.：配體鈍化工程制備綠光到藍光射CsPbBr3量子點薄膜
獲得具有從綠色到藍色的可調顏色的CsPbClxBr3-x量子點（QD）膜仍是一項巨大的挑戰。戚亞冰團開發了一種簡單一步旋涂結合有效配體鈍化的策略。CsPbBr3 QD的尺寸限制是通過二銨配體丙烷1,3-溴化二銨（PDAB）實現的。
進一步研究了苯乙銨溴化物（PEAB）與PDAB的混合配體體系，以增強其光學性能。CsPbBr3量子點在空氣暴露下經歷了第二個生長過程，該過程用于實現其尺寸控制和發射波長可調性。基于CsPbBr3 QDs的器件在偏壓下的電致發光中沒有光譜漂移。
Engineering green-to-blue emitting CsPbBr3 quantum-dot films with efficient ligand passivation，ACS Energy Lett.2019
DOI: 10.1021/acsenergylett.9b02032
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.9b02032
8. 韓克利Angew：亮黃色！銀摻雜的無鉛鈉銦雙鈣鈦礦納米晶體
無鉛鹵化物鈣鈦礦納米晶體（NCs）已引起了廣泛關注，這可以解決鈣鈦礦鉛的毒性和不穩定性問題。韓克利團隊通過可變溫度熱注入合成了未摻雜和摻銀的Cs2NaInCl6 NCs直接帶隙雙鈣鈦礦。由于暗態的自陷激子（STE），Cs2NaInCl6 NC幾乎沒有光致發光。
通過摻雜Ag+可以將暗STE轉換為亮STE，從而產生亮黃色發射光，其最高光致發光量子效率為31.1％。動力學機理有待進一步研究。此外，摻銀的NC比未摻雜的NC具有更好的穩定性。該結果為增強高性能發光體無鉛鈣鈦礦NC的光學性能提供了一種新方法。
Lead‐Free Sodium–Indium Double Perovskite Nanocrystals through Doping Silver Cations for Bright Yellow Emission，Angew, 2019
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909525
9. 加州大學Nature Materials: 3D量子點超晶格自組裝中的集體拓撲外延
外延融合的膠體量子點（QD）超晶格（epi-SLs）可能使一類新型的半導體結合了QDs的尺寸可調光物理特性和類似體相的電子性能，但對Epi-SL形成和表面化學了解不足阻礙了其進展。加利福尼亞大學Matt Law團隊使用X射線散射和相關電子成像以及單個SL晶粒的衍射來確定三維PbSe QD Epi-SL膜的形成機理。
研究表明，Epi-SL是通過相變的形式從菱形扭曲的體心立方母體SL形成的，其中QD以最小的旋轉量（?10°）平移，并在三個維度上沿其{100}面外延融合。在每個SL晶粒的103-105 QD中，這種集體的外延轉變在原子上是可能的。通過原子層沉積用氧化鋁填充Epi-SL可以極大地改變其電性能，而不會影響超晶格結構。該工作建立了三維QD epi-SL的形成機理，并說明了表面化學對于這些材料中電荷傳輸的至關重要。
Collective topo-epitaxy in the self-assembly of a 3D quantum dot superlattice, Nature Materials (2019)
https://www.nature.com/articles/s41563-019-0485-2
10. Nat. Photon.：這回鈣鈦礦做助攻，高效近紅外膠體量子點發光二極管
半導體膠體量子點（CQD）具有尺寸和組成可調的高色純度發光。重要的是，它們的發射可以深入近紅外（NIR-II）（1,000-1,7001nm）中。然而，迄今為止的低效率阻礙了其應用。近日，希臘德謨克利特國家科學研究中心Maria Vasilopoulou聯合克里特島大學Athanassios G. Coutsolelos、慶熙大學Abd. Rashid bin Mohd Yusoff報道了NIR-II CQD發光二極管，其外部量子效率為16.98％，在波長1,397 nm處的功率轉換效率為11.28％。
其高性能通過器件工程實現。該技術可提供高的光致發光量子產率和接近于完美的電荷平衡。更具體地說，研究人員采用了一種二元發射層，該發射層由分散在鈣鈦礦基質中的二氧化硅封裝的硫化銀（Ag2S @ SiO2）CQD組成，該基質用作附加的鈍化介質和為發光CQD提供載流子。空穴注入觸點還具有薄的卟啉夾層，以平衡器件電流并增強載流子的輻射復合。
Vasilopoulou, M. et al. Efficient colloidal quantum dot light-emitting diodes operating in the second near-infrared biological window. Nat. Photon. 2019.
DOI: 10.1038/s41566-019-0526-z
