1. Nano Lett.：膠體量子點(diǎn)全光學(xué)檢測(cè)活細(xì)胞神經(jīng)元膜去極化
發(fā)光半導(dǎo)體量子點(diǎn)(QDs)是近年發(fā)展起來(lái)的用于成像和傳感細(xì)胞膜電壓的新型探針。然而，其發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸是缺乏技術(shù)來(lái)評(píng)估量子點(diǎn)對(duì)典型的生物系統(tǒng)的水溶液電解環(huán)境中產(chǎn)生的電壓響應(yīng)。簡(jiǎn)單而言，即評(píng)估量子點(diǎn)對(duì)活細(xì)胞中電壓變化的響應(yīng)的工作相對(duì)較少。在此，劍橋大學(xué)Akshay Rao和Ulrich F. Keyser研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型平臺(tái)，用于監(jiān)測(cè)水離子環(huán)境中交流和直流電壓變化下量子點(diǎn)的光致發(fā)光(PL)響應(yīng)。
并在一定濃度范圍內(nèi)對(duì)傳統(tǒng)的CdSe/CdS量子點(diǎn)和更具生物相容性的InP/ZnS量子點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)估，以建立其在芯片上的PL/電壓特性。對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞進(jìn)行的寬場(chǎng)、少粒子PL測(cè)量表明，量子點(diǎn)可用于跟蹤局部電壓變化，其靈敏度(ΔPL高達(dá)兩倍)高于最先進(jìn)的鈣成像染料，使其特別適用于跟蹤閾下事件。更多的生理學(xué)觀察研究表明，雖然CdSe/CdS量子點(diǎn)對(duì)膜去極化有更大的PL響應(yīng)，但I(xiàn)nP/ZnS具有更低的細(xì)胞毒性使其更適用于活體系統(tǒng)中的電壓傳感。此結(jié)果為QD電壓傳感器的合理開(kāi)發(fā)提供了一種方法，并突出了其在細(xì)胞膜電壓成像變化中的應(yīng)用潛力。
Mustafa Caglar, Raj Pandya, James Xiao, et al. All-Optical Detection of Neuronal Membrane Depolarization in Live Cells Using Colloidal Quantum Dots. Nano Lett., 2019.
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b03026
2. AFM: 基于In（Zn）As–In（Zn）P–GaP–ZnS量子點(diǎn)的高效近紅外發(fā)光二極管
近紅外(NIR)照明在新的面部識(shí)別技術(shù)和眼睛跟蹤設(shè)備中扮演著越來(lái)越重要的角色，在這些領(lǐng)域中需要隱蔽的和不可見(jiàn)的照明。傳統(tǒng)的基于GaAs的二極管目前無(wú)法滿足這些要求。膠體量子點(diǎn)（QD）和新興的鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）可能填補(bǔ)了這一空白，但受限制其重金屬物質(zhì)（例如鎘或鉛），很難實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。近日，新加坡國(guó)立大學(xué)Zhi-Kuang Tan研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種基于無(wú)重金屬的In（Zn）As–In（Zn）P–GaP–ZnS量子點(diǎn)新型近紅外發(fā)射二極管。
量子點(diǎn)采用連續(xù)注入合成方法制備，具有巨大的殼結(jié)構(gòu)，并在850 nm處顯示強(qiáng)烈的光致發(fā)光，其量子效率高達(dá)75％。基于ITO / ZnO / PEIE / QD / Poly-TPD / MoO3 / Al的電致發(fā)光器件，實(shí)現(xiàn)了4.6％的高外部量子效率和8.2 W sr-1 m-2的最大輻射率。對(duì)于采用膠體III–V半導(dǎo)體QD系統(tǒng)的NIR器件而言，該工作在性能的突破上取得重大進(jìn)展，并且可能會(huì)在新興的消費(fèi)電子產(chǎn)品中找到重要的應(yīng)用。
Tan, Z.-K. et al. Efficient Near-Infrared Light-Emitting Diodes based on In(Zn)As–In(Zn)P–GaP–ZnS Quantum Dots. AFM 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201906483
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201906483
3. AM：通過(guò)纖維狀液橋引導(dǎo)的連續(xù)可控液體轉(zhuǎn)移法制備的高性能QLED
量子點(diǎn)（QD）膜的制備通常使用溶液法（旋涂或噴墨打印等）來(lái)進(jìn)行，以制造基于QDs的發(fā)光二極管（QLED）。然而，目前的溶液法易受到咖啡環(huán)效應(yīng)及大量浪費(fèi)的問(wèn)題，導(dǎo)致其性能低且制備成本高。近日，北京航空大學(xué)劉歡和河南大學(xué)杜祖亮團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種由纖維狀液橋引導(dǎo)的簡(jiǎn)便溶液法，該方法通過(guò)使用將兩端都置于毛細(xì)管中的纖維將QDs溶液連續(xù)且可控地轉(zhuǎn)移到超光滑薄膜上。
沿著纖維引導(dǎo)，在水平纖維和基底之間形成液橋，大量液體穩(wěn)定地保持在垂直放置的管內(nèi)，定向移動(dòng)液橋會(huì)在基材上產(chǎn)生高質(zhì)量的QD膜。此外，液體消耗是定量的，與所制備薄膜的面積成正比，因此可以低成本制備多層超光滑的紅/綠/藍(lán)QDs薄膜。最終所制備的白色QLED展現(xiàn)出的最大亮度為57190 cd/m2和最大電流效率為15.868 cd/A。該策略為高性能QLED器件的低成本制造提供了新的視角。
Xiaoxun Li, Binbin Hu, Min Zhang, Xiao Wang, Ling Chen, Aqiang Wang, Yunjun Wang, Zuliang Du, Lei Jiang, Huan Liu. Continuous and Controllable Liquid Transfer Guided by a Fibrous Liquid Bridge: Toward High‐Performance QLEDs. Adv. Mater., 2019.
DOI：10.1002/adma.201904610
https://doi.org/10.1002/adma.201904610
4. AOM: 小分子摻雜電子注入層實(shí)現(xiàn)高效全溶液鈣鈦礦發(fā)光二極管
金屬鹵化物鈣鈦礦因其高色純度和易溶液加工特性在發(fā)光二極管領(lǐng)域引起研究人員廣泛的關(guān)注。然而，大多數(shù)鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED）在鈣鈦礦層的頂部均通過(guò)熱沉積方法制備電荷傳輸層（CTL）。為了實(shí)現(xiàn)低成本PeLED和其可擴(kuò)展制備，全溶液器件工藝是最為迫切解決的問(wèn)題。
近日，上海大學(xué)楊緒勇聯(lián)合四川大學(xué)趙德威通過(guò)在PFN電子注入層中摻入TPBi分子制備了高性能全溶液PeLED（最大亮度為9875 cd m-2，最大電流效率為10.41 cd A-1，最大EQE為3.19％）。由于鈣鈦礦前驅(qū)體溶劑和PFN的溶劑是正交的，因此溶液法制備CTL過(guò)程不會(huì)破壞鈣鈦礦膜。TPBi摻雜到PFN中，增強(qiáng)了電子注入的能力，并且，由于鈣鈦礦和PFN的功函數(shù)差異減小，因電荷轉(zhuǎn)移而引起的鈣鈦礦膜的發(fā)射猝滅也得到了抑制。該工作為開(kāi)發(fā)全溶液方案的PeLED提供了有效的方法。
Yang, X. Zhao, D. et al. Efficient All-Solution-Processed Perovskite Light-Emitting Diodes Enabled by Small-Molecule Doped lectron Injection Layers. AOM 2019.
DOI:10.1002/adom.201900567
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201900567
5. JMCA: 雜化雙配體鈍化發(fā)力，鈣鈦礦納米晶穩(wěn)定性更給力！
鈣鈦礦鉛納米晶（NCs）作為光電子器件有希望的發(fā)光體引起了研究人員的廣泛關(guān)注。但是，它們的商業(yè)化應(yīng)用仍然受到高成本的合成方法、較差的穩(wěn)定性以及低光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQY）的限制。
近日，西安交通大學(xué)Zhaoxin Wu聯(lián)合內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校Minggang Ju通過(guò)快速、綠色的室溫方法以及雜化雙配體鈍化策略（1,3-金剛烷二羧酸（ADA）和ZnBr2）制備了具有近乎完美PLQY以及溫度性優(yōu)異的CsPbBr3納米晶。此外，研究人員基于這種CsPbBr3 NC制造了白色發(fā)光二極管（WLED）。器件的最大發(fā)光效率高達(dá)68.7 lm W-1，色域?yàn)镹TSC標(biāo)準(zhǔn)的119％。
Wu, Z. Ju, M. et al. Ultra-stable CsPbBr3 nanocrystals with near-unity photoluminescence quantum yield via postsynthetic surface engineering. JMCA 2019.
DOI:10.1039/c9ta08421e
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta08421e
6. Angew：地球富含元素組成的藍(lán)色發(fā)光缺陷納米晶體
三元（I-III-IV）銅基硫?qū)倩锛{米晶體（NCs）是組成上不含鉛（Pb）或鎘（Cd）的成分靈活的半導(dǎo)體。該類材料中的Cu-In-S NCs已被廣泛研究，據(jù)報(bào)道其包含光學(xué)活性缺陷狀態(tài)。但是，極少有報(bào)告顯示Cu-In-S NCs不含In成分時(shí)具有高效的光致發(fā)光性能（PL）。近日，麻省理工學(xué)院Moungi G. Bawendi等合成了一種由銅，鋁，鋅和硫構(gòu)成的?4 nm缺陷納米晶體（DNCs），該DNCs量子產(chǎn)率為?20％，PL最大值為450 nm。
光譜表征表明，該DNCs存在高度局域化的電子態(tài)，這使得該材料PL衰減相當(dāng)快（?1 ns），具有較大的振動(dòng)能量間隔，小的Stokes位移以及與溫度無(wú)關(guān)的PL線寬和PL壽命（在室溫至?5K之間）。此外，DFT計(jì)算表明，PL躍遷是由CuA5S8晶格內(nèi)的缺陷引起的。
Eric C. Hansen, Yun Liu, Moungi G. Bawendi*, et al. Blue Light Emitting Defective Nanocrystals Composed of Earth‐Abundant Elements. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201911436
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201911436
7. AOM: 研究新進(jìn)展！雜化鈣鈦礦發(fā)光二極管的光泵浦激光發(fā)射
有機(jī)-無(wú)機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦雜化半導(dǎo)體的電泵浦激射可能導(dǎo)致非外延二極管激光器在整個(gè)可見(jiàn)光和近紅外光譜范圍內(nèi)的可調(diào)性。然而，迄今為止尚未證明可行的激光二極管結(jié)構(gòu)。近日，賓夕法尼亞州立大學(xué)Noel C. Giebink研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)兩種分布式反饋發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)低閾值，光泵激激光。研究人員將底部和頂部發(fā)射的鈣鈦礦發(fā)光二極管分別在玻璃和硅基板上制造，在后一種情況下，使用聚二甲基硅氧烷印模將二階分布反饋光柵直接納米壓印到甲基銨碘化鉛有源層中。
這些器件的室溫閾值低至≈6μJ cm-2，峰值外部量子效率約為0.1％，最大電流密度約為2 A cm-2。研究發(fā)現(xiàn)在這種低電流狀態(tài)下，電注入不會(huì)對(duì)光泵閾值產(chǎn)生不利影響，從而使得閾值電流密度約為2 kA cm-2。此外，在低溫下運(yùn)行可以大大降低該閾值，但必須克服摻雜有機(jī)傳輸層中的外部載流子凍結(jié)，以維持合理的驅(qū)動(dòng)電壓。
Giebink, N. C. et al. Optically Pumped Lasing from Hybrid Perovskite LightEmitting Diodes. AOM 2019.
DOI: 10.1002/adom.201901297
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adom.201901297
8. AM: 聚集誘導(dǎo)的雙重?zé)晒庥袡C(jī)分子用于非摻雜發(fā)光二極管
中科大Guoqing Zhang，上海紐約大學(xué)Xuepeng Zhang和紐約大學(xué)Xiang Sun結(jié)合聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）和有機(jī)室溫磷光（RTP）的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)好的RTP-AIEgens顯示最大光致發(fā)光量子產(chǎn)率為64％。并且基于RTP AIEgens的非摻雜有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）表現(xiàn)出相對(duì)較小的效率下降和有效的電致發(fā)光量子效率，這打破了傳統(tǒng)熒光OLED的理論極限。
Aggregation‐Induced Dual‐Phosphorescence from Organic Molecules for Nondoped Light‐Emitting Diodes，AM. 2019
https://doi.org/10.1002/adma.201904273
9. ACS Energy Lett.: 11.2％最佳效率！ PbS量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池
蘇州大學(xué)馬萬(wàn)里和Jianyu Yuan團(tuán)隊(duì)提出了一系列共軛聚合物（PBDB-T，PBDB-T（Si），PBDB-T（S），PBDB-T（F）），用于PbS量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池作為聚合物空穴傳輸層（HTM）。通過(guò)聚合物側(cè)鏈工程，優(yōu)化了模型聚合物PBDB-T，以調(diào)節(jié)能級(jí)，增加空穴遷移率，改善固態(tài)有序性，增加自由載流子密度。基于改性聚合物PBDB-T（F）的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池表現(xiàn)出11.2％的最佳效率。優(yōu)于基于傳統(tǒng)PbS-1,2-乙二硫醇HTM的器件（10.6％），這是基于有機(jī)HTM的PbS太陽(yáng)能電池的最高效率。
Towards Scalable PbS Quantum Dot Solar Cells using Tailored Polymeric Hole Conductor，ACS Energy Lett. 2019
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.9b02301
10. ACS Energy Lett.: 明亮哦！鈣鈦礦發(fā)光電化學(xué)電池
鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED）因其良好的光電性能而備受關(guān)注。鈣鈦礦發(fā)光電化學(xué)電池（PeLEC）作為一種利用移動(dòng)離子的設(shè)備，但尚未達(dá)到最佳PeLED的性能。德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校Jason D. Slinker和Anvar A. Zakhidov團(tuán)隊(duì)在CsPbBr3薄膜中利用了聚環(huán)氧乙烷電解質(zhì)和鋰鹽，以制備出具有更高亮度和效率的PeLEC。
研究發(fā)現(xiàn)，CsPbBr3：PEO：LiPF6的單層PeLEC的重量百分比為0.5％。 LiPF6產(chǎn)生了亮度提高（3.0 Lm/W）的明亮（?15000 cd/m2）電致發(fā)光。這些研究表明，最佳的LiPF6濃度可改善雙電層的形成，減少空隙，電荷陷阱和空洞的發(fā)生，并增加晶粒尺寸和堆積密度。
Bright and Effectual Perovskite Light Emitting Electrochemical Cells Leveraging Ionic Additives，ACS Energy Lett. 2019
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.9b01925
11. Angew：金納米團(tuán)簇電化學(xué)發(fā)光的雙增強(qiáng)：電催化激發(fā)和聚集誘導(dǎo)的發(fā)射
配體保護(hù)的金納米團(tuán)簇（AuNCs）因其有趣的催化和發(fā)射特性而成為了一種新型電化學(xué)發(fā)光（ECL）發(fā)光體，但是它們?cè)谒越橘|(zhì)中的量子產(chǎn)率（ΦECL）很低，并且對(duì)ECL過(guò)程的機(jī)理也缺乏了解。近日，福建醫(yī)科大學(xué)Wei Chen，加拿大滑鐵盧大學(xué)Juewen Liu等研究發(fā)現(xiàn)，在電極上干燥AuNCs既可以通過(guò)電催化作用增強(qiáng)6‐aza‐2‐thiothymine (ATT)保護(hù)的AuNCs電化學(xué)激發(fā)，又可以用三乙胺（TEA）作為共反應(yīng)劑通過(guò)聚集誘導(dǎo)ECL（AIECL）增強(qiáng)其發(fā)射。
干燥的ATT-AuNCs/TEA系統(tǒng)可產(chǎn)生高度穩(wěn)定的視覺(jué)ECL，ΦECL為78％，蛋氨酸保護(hù)的AuNCs也可實(shí)現(xiàn)類似的增強(qiáng)效果。干燥雙重增強(qiáng)機(jī)制解決了AuNC ECL探針的機(jī)理難題，并可以指導(dǎo)ECL發(fā)射源的進(jìn)一步合理設(shè)計(jì)。
Huaping Peng, Zhongnan Huang, Wei Chen*, Juewen Liu*, et al. Dual‐enhanced Gold Nanocluster Electrochemiluminescence: Electrocatalytic Excitation and Aggregation‐induced Emission5. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201913445
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913445
12. Scientific Reports: 這方法很巧秒！揭示了室溫膠體點(diǎn)量子發(fā)射器的優(yōu)異性能
實(shí)現(xiàn)可在室溫下工作的高質(zhì)量量子發(fā)射器對(duì)于加速量子技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，例如量子通信，量子信息處理和量子計(jì)量學(xué)。近日，神戶大學(xué)HirotakaTerai研究團(tuán)隊(duì)使用超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器和光致發(fā)光衰減曲線的時(shí)間濾波研究了單個(gè)膠體量子點(diǎn)（CQD）在室溫下發(fā)射的光子反聚集特性。
研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)消除由多個(gè)激發(fā)脈沖產(chǎn)生的雙激子的順序雙光子發(fā)射產(chǎn)生的信號(hào)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)高單光子純度和高光子產(chǎn)生速率。研究人員成功地證明了顯示時(shí)間為g（2）（0）? 10-2的室溫單光子源的超高性能可以通過(guò)對(duì)時(shí)間純化的單光子進(jìn)行超低暗計(jì)數(shù)檢測(cè)來(lái)證實(shí)。這些發(fā)現(xiàn)為CQD作為高質(zhì)量室溫量子光源候選者提供了有力的證據(jù)。
Terai, H. et al. Superior properties in roomtemperature colloidal-dot quantum emitters revealed by ultralow-darkcount detections of temporallypurifed single photons. Scientific Reports 2019.
DOI: 10.1038/s41598-019-52377-1
https://www.nature.com/articles/s41598-019-52377-1
13. AFM: 新策略！由ZnS納米棒陽(yáng)離子交換成PbS量子點(diǎn)用于高效的紅外太陽(yáng)能電池
利用低帶隙膠體量子點(diǎn)（QD）的紅外太陽(yáng)能電池是有非常有前景的光伏器件，可通過(guò)將普通光伏電池的已收集光子擴(kuò)展到紅外區(qū)域來(lái)提高太陽(yáng)能的利用率。但是，目前已報(bào)道合成的PbS QD不能制備高效的紅外太陽(yáng)能電池。近日，華中科技大學(xué)Jianbing Zhang研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)ZnS納米棒（NRs）進(jìn)行陽(yáng)離子交換，為制備低帶隙PbS QD（0.65-1eV）開(kāi)發(fā)了一種通用的合成方法。通過(guò)這種新方法合成的PbS QD具有高的單分散性，尺寸易于控制，氯化物可原位鈍化以及高穩(wěn)定性和“清潔”表面的優(yōu)點(diǎn)。
基于上述策略所制備的 PbS QD（≈0.95eV）可以實(shí)現(xiàn)紅外太陽(yáng)能電池的最高性能，在AM 1.5個(gè)太陽(yáng)照射下的效率為10.0％，鈣鈦礦過(guò)濾效率為4.2％，硅過(guò)濾效率為1.1％。
Zhang, J. et al. Cation-Exchange Synthesis of Highly Monodisperse PbS Quantum Dots from ZnS Nanorods for Efficient Infrared Solar Cells. AFM 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201907379
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201907379
14. AOM：量子點(diǎn)發(fā)光微二極管陣列的高分辨率噴墨打印
直接印刷微型量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）是一種經(jīng)濟(jì)有效的替代預(yù)制LED的替代方案。然而，目前打印的QLED是在噴墨打印過(guò)程中使用液滴形成的，其會(huì)收到潤(rùn)濕和干燥等條件的限制，從而導(dǎo)致薄膜不均一，質(zhì)量偏差。
近日，德國(guó)萊布尼茨新材料研究所Tobias Kraus團(tuán)隊(duì)研發(fā)出可以抑制像素和陣列水平不均勻的最佳油墨配方。作者證明了基于辛烷和環(huán)己基苯（CHB）混合物的油墨可以改善像素質(zhì)量。通過(guò)系統(tǒng)地改變混合比例。對(duì)于2 pL的液滴，作者實(shí)現(xiàn)了20 μm的最小像素直徑及1000 ppi的分辨率。最總，所制備印刷QLED顯示出≈3000cd/m2的最大亮度和2.8 cd/A的最大電流效率。
Peihua Yang, Long Zhang, Dong Jin Kang, Robert Strahl, Tobias Kraus. High-Resolution Inkjet Printing of Quantum Dot Light-Emitting Microdiode Arrays. Adv. Opt. Mater., 2019.
DOI：10.1002/adom.201901429
https://doi.org/10.1002/adom.201901429
