1. JPCL: 無鉛Cs2SnCl6納米晶中Sb3+摻雜誘導的三重態自陷激子發射
鈣鈦礦納米晶(NCs)摻雜策略為新興的光學和光電應用打開了新的機遇。 近日,北京科技大學Zhiguo Xia研究團隊展示了全無機無鉛Cs2SnCl6和Sb3+摻雜的Cs2SnCl6 NC的熱注射合成。Cs2SnCl6 NCs在438 nm處出現藍色發射峰,而Sb3 +摻雜的NCs在615 nm處出現新的寬帶發射峰。
研究發現,寬帶橙色發射的形成源自三重態自陷激子,歸因于3Pn-1S0躍遷(n = 0,1 ,2)。該工作在Sb3 +摻雜的Cs2SnCl6材料中的研究結果提供了對摻雜誘導的發射中心機理的深刻見解,它擴展了摻雜鹵化物NCs光學性質的現有知識,可作進一步研究。
Xia, Z. et al. Sb3+ Doping-Induced Triplet Self-Trapped Excitons Emission in Lead-Free Cs2SnCl6 Nanocrystals. JPCL 2019.
DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b03035
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.jpclett.9b03035
2. Chem. Sci.:AIE染料驅動的余輝發光材料用于腫瘤成像
基于半導體聚合物(SPs)的余輝發光材料由于具有長壽命發光、自熒光背景為零和高信噪比等優勢,因此很適合用于體內成像。但是目前有機余輝發光材料還很少見,其應用也往往受到余輝強度較低和余輝持續時間較短的限制。同濟大學張兵波教授團隊報告了一種以AIE染料為動力的SPs余輝發光材料,它可以利用AIE染料的獨特特性來避免濃度猝滅效應以增強余輝強度并延長余輝的持續時間。
實驗研究發現,AIE染料可以提供足夠的1O2去激發SPs以形成大量的高能中間體,然后SPs中間體會發出光子進而同時激活AIE染料生成1O2和觸發SPs和AIE染料之間的能量傳遞過程從而發出深紅色光。正是由于該材料具有這種光子-1O2-SPs中間體-光子的循環,因此即使在停止激發光照射后,它仍然可以產生余輝發光,并且其在體內腫瘤成像應用中也具有很好的效果。
Yan Xu, Weitao Yang, Bingbo Zhang. et al. Aggregation-Induced Emission Dye-Powered Afterglow Luminogens for Tumor Imaging. Chemical Science. 2019
DOI: 10.1039/C9SC04901K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc04901k#!divAbstract
3. AMI: 高效無HTL的CH3NH3PbI3太陽電池,看AgI量子點是如何助攻的!
利用量子點(QD)來改善鈣鈦礦太陽能電池(PSC)的性能引起了人們的極大關注。大多數QD必須事先準備,然后再摻入鈣鈦礦中,這不并能確保維持其QD特性。近日,許昌學院Zhi Zheng聯合杰克遜州立大學Qilin Dai開發了一種原位制備策略,即通過常規且方便的旋涂工藝將AgI QDs均勻地分散在MAPbI3:AgI(QDs)交叉共混層的鈣鈦礦中。
研究人員設計和制造了一系列簡單倒置的ITO / MAPbI3:AgI(QDs)/ PCBM / Ag器件。即使沒有空穴傳輸層(HTL),這些太陽能電池的光伏性能也顯示出改善的短路電流密度(Jsc)和16.41%的最佳功率轉換效率(PCE)。
Zheng, Z. Dai, Q. et al. Unusually Dispersed AgI Quantum Dots For Efficient HTL-free CH3NH3PbI3 Photovoltaics. AMI 2019.
DOI: 10.1021/acsami.9b14023
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.9b14023
4. Scientific Reports: 功率電子模塊的商業照明和LED顯示材料的光致發光分析
近日,阿肯色大學Shui-Qing Yu和Zhong Chen對商業發光二極管(LED)材料-藍色(即用于顯示和照明的InGaN / GaN多量子阱(MQW)),綠色(即用于顯示的InGaN / GaN MQW)和紅色(即用于顯示的Al0.05Ga0.45In0 .5P / Al0.4Ga0.1In0.5P)在(77–800)K的溫度范圍內進行評估,以供將來在高密度功率電子模塊中使用。
研究人員使用光致發光(PL)光譜計算藍色,綠色和紅色LED材料的自發發射量子效率(QE),并基于已知模型ABC模型獲得自發發射QE(該模型最近已被廣泛用于計算III型氮化物LED的內部量子效率及其滾降)。在800 K時,照明的藍色和顯示LED的材料的藍色的自發發射量子效率約為40%,顯示LED的材料的綠色的自發發射量子效率約為44.5%,紅色的約為30%。
Yu, S.-Q. Chen, Z. et al. High Temperature and Power Dependent Photoluminescence Analysis on Commercial Lighting and Display LED Materials for Future Power Electronic Modules. Scientific Reports 2019.
DOI: 10.1038/s41598-019-52126-4
https://www.nature.com/articles/s41598-019-52126-4
5. Small:引入空穴抑制中間層的高效倒置頂發射InP量子點發光二極管
基于InP量子點(QD)的發光二極管(QLED)被認為是最有前途的發光材料之一。然而,盡管基于CdSe和基于InP的QDs的能級和形貌完全不同,但InP QLED的器件結構幾乎與基于CdSe的QLED相同。因此,迫切需要為基于InP的QLED開發合適的器件結構以提高其效率和穩定性。近日,首爾大學Changhee Lee和Jeonghun Kwak團隊通過重新引入"空穴抑制中間層",展示了高效率倒置頂發射QLED(ITQLED)。
具有抑制空穴的中間層的綠色發光ITQLED的最大電流效率為15.1~21.6 cd/A,最大亮度為17400~38800 cd/m2,優于最近報道的基于InP的QLED。當采用空穴抑制夾層時,使用壽命也增加了。這些出色的QLED性能不僅來自頂發射結構增強的光輸出耦合,還源自通過引入可控制空穴注入的空穴抑制中間層以改善電子-空穴平衡。
Taesoo Lee, Donghyo Hahm, Kyunghwan Kim, Wan Ki Bae, Changhee Lee, Jeonghun Kwak. Highly Efficient and Bright Inverted Top‐Emitting InP Quantum Dot Light‐Emitting Diodes Introducing a Hole‐Suppressing Interlayer. Small, 2019.
DOI:10.1002/smll.201905162
https://doi.org/10.1002/smll.201905162
6. JMCA: 配體濃度的定標和Soret效應誘導CsPbBr3鈣鈦礦量子點的相變
近日,香港中文大學(深圳)Xi Zhu聯合南方科技大學Kai Wang基于智能化學策略的自動化機器研究了CsPbBr3量子點(QDs)中的相變。 研究人員利用原位光致發光(PL)信號檢測器和分析模塊,可以推導油胺(OLA)和油酸(OA)配體的濃度依賴性擴散圖,揭示了配體濃度依賴性生長的三階段冪律標度,并證實了從CsPbBr3到Cs4PbBr6量子點的相變。
根據與G0W0-BSE計算相關的實驗分析,確認了純Cs4PbBr6結構中沒有明顯的PL信號。 通過恒溫控制模塊,發現配體濃度和Soret效應對于QDs成核和相變中的質量通量是同構的。此外,該研究還發現表面狀態的活性對于Soret效應的大小依賴性通常是必不可少的。
Zhu, X. Wang, K. et al. The Scaling of Ligand Concentration and Soret Effect Induced Phase Transition in CsPbBr3 Perovskite Quantum Dots. JMCA 2019.
DOI: 10.1039/C9TA10226D
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/ta/c9ta10226d
7. ACS Nano:三陽離子鈣鈦礦鈍化的高效穩定的PbS量子點太陽能電池
溶液處理的量子點(QD)具有低成本,靈活且易于大規模制備等的巨大優勢,因此在太陽能電池領域極具潛力。最近已經證明,與標準配體鈍化相比,采用單個單價陽離子鈣鈦礦溶液進行PbS QD表面鈍化的混合器件顯示出增強的光伏性能。近日,海德堡大學Yana Vaynzof團隊證明了使用三陽離子Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(I0.9Br0.1)3鈣鈦礦對量子點進行表面鈍化可制備高效的太陽能電池,且1200h后仍保持其初始性能的96%。
作者通過一系列光譜技術和高分辨率透射電子顯微鏡確認了PbS納米晶體周圍的鈣鈦礦殼形成。作者還發現三重陽離子殼對點的核心產生有利的能量排列,由于電荷限制而導致重組減少,因此沒有限制活性層中的電荷傳輸。最終,通過單步沉積法制造的光伏器件達到了最高功率轉換效率為11.3%,超過了以前采用鈣鈦礦鈍化的PbS太陽能電池的報道。
Miguel Albaladejo-Siguan, David Becker-Koch, Alexander D. Taylor, Qing Sun, Vincent Lami, Pola Goldberg Oppenheimer, Fabian Paulus, Yana Vaynzof. Efficient and Stable PbS Quantum Dot Solar Cells by Triple-Cation Perovskite Passivation. ACS Nano, 2019.
DOI:10.1021/acsnano.9b05848
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b05848
8. AOM:具有厚且各向異性的殼作為光發射體的CdSe/CdS核殼骨形納米晶體
膠體核殼納米晶體可通過精確設計其殼的形狀,厚度和晶體結構來控制基本性能。近日,意大利理工學院Milena P. Arciniegas團隊將CdS分支納米晶體的生長方案應用于CdSe納米片晶種,并使用高度各向異性的殼獲得了骨形異質結構。出人意料的是,納米片經受住350℃的高生長溫度,并且獲得具有被立方CdS殼包覆的具有CdSe納米片芯的結構,在其之上形成具有六方晶格的四面體CdS結構。
這些復雜的核/殼納米晶體在溶液中顯示出約657 nm的發射,溶液中的光致發光量子產率約為42%。當材料沉積在合適的光柵上時,納米晶體膜顯示出放大的自發發射,隨機激射和分布式反饋激射。這項工作刺激了更多奇異的核/殼異質結構的設計和制造,在這些結構中可以設計載流子離域,偶極矩以及其他光學和電學性質。
Andrea Castelli, Balaji Dhanabalan, Anatolii Polovitsyn, Vincenzo Caligiuri, Francesco Di Stasio, Alice Scarpellini, Rosaria Brescia, Milan Palei, Beatriz Martín‐García, Mirko Prato, Liberato Manna, Iwan Moreels, Roman Krahne, Milena P. Arciniegas. Core/Shell CdSe/CdS Bone‐Shaped Nanocrystals with a Thick and Anisotropic Shell as Optical Emitters. Adv. Opt. Mater., 2019.
DOI:10.1002/adom.201901463
https://doi.org/10.1002/adom.201901463
9. AOM:通過微腔結構控制色度的白色有機發光二極管
精確調控白光有機發光二極管(WOLED)的色度對于其在智能光源領域的應用至關重要中。近日,韓國光州科學技術院Kwanghee Lee團隊通過調整白光發光層的厚度展示了一種新的微腔WOLED(M-WOLED)結構,該結構可調節發射光的色度。
通過引入既可充當部分反射鏡又可充當透明電極的聚合物-金屬混合電極,開發了一種非常簡單的微腔結構,且不需要附加的外部鏡,例如分布式布拉格反射器等。所得的M-WOLED在不同發光層厚度的條件下實現了紅白光,綠白光和藍白光發射。
Soyeong Jeong, Suhyun Jung, Hongkyu Kang, Sang-Bae Choi, Soonil Hong, Jinho Lee, Kilho Yu, Nara Kim, Seyoung Kee, Dong-Seon Lee, Kwanghee Lee. Controlling the Chromaticity of White Organic Light-Emitting Diodes Using a Microcavity Architecture. Adv. Opt. Mater., 2019.
DOI:10.1002/adom.201901365
https://doi.org/10.1002/adom.201901365
10. ACS Photonics: 甲脒鈣鈦礦納米晶在室溫下的上變頻激光發射
甲脒(FA)鈣鈦礦在太陽能電池和發光二極管中具有出色的光電性能。然而,很少研究它們在納米激光上的應用,特別是上轉換激光性能。近日,中國科學院上海光學精密機械研究所Juan Du、Yuxin Leng聯合重慶大學Xiaosheng Tang利用配體輔助再沉淀策略,實現了膠體FA鈣鈦礦納米晶(NCs)在室溫下的上變頻激光發射。兩光子和一光子激發下的低閾值放大自發發射(ASE)被證明得益于大的兩光子吸收系數(0.76 cm / GW)和高的光學凈增益(480 cm-1) ,表明FAPbX3 NC可以視為一種出色的光學增益介質。
此外,308 K高溫特性的強耐溫ASE作用表明基于FA器件的熱管理要求不高。最后,將FAPbBr3耦合到中空毛細管中時,以低閾值?310μJ/ cm2成功實現了穩定的雙光子激發的耳語-畫廊模式激光發射。該發現表明FAPbX3納米晶可以作為高性能上轉換納米晶的優良增益介質,用于光電應用。
Du, J. Leng, Y. Tang, X. et al. Two-photon Pumped Amplified Spontaneous Emission and Lasing from Formamidinium Lead Bromine Nanocrystals. ACS Photonics 2019.
DOI: 10.1021/acsphotonics.9b01226
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsphotonics.9b01226
11. AMI: 與濃度相關的全可見光發射,看看碳量子點發光二極管的新玩法
發光二極管在整個可見光譜范圍內實現優異發光性能很重要。近日,暨南大學Zhenqiang Chen聯合中國科學院長春光學精密機械與物理研究所Yi Fan合成了在整個可見光區域光譜可調的碳點(CD),并將不同濃度的CD均勻分散在環氧樹脂中,涂在405 nm LED芯片上,獲得單色的藍色,青色,綠色,黃色,紅色和深紅色LED,其色域覆蓋美國國家電視標準委員會的99.4%( NTSC)標準,且穩定性良好。此外,在405 nm LED芯片上涂覆藍綠色和紅色的CD層制備暖色和中性白光LED,分別實現96.4和96.6的顯色指數(CRI)。
研究還發現,源自一種材料的不同濃度的兩個熒光轉換層可以簡化高CRI白光LED的制備。此外,在運行過程中,青色和紅色的光強峰值變化一致,保證了這些基于CD白色發光二極管的高穩定性。這項研究為開發低成本,易于制備且具有可調發射色的CD作為基于LED的高性能顯示器和照明的磷光體提供了新途徑。
Chen, Z. Fan, Y. et al. Carbon Dots exhibiting Concentration-Dependent Full-VisibleSpectrum Emission for Light-Emitting Diode Applications. AMI 2019.
DOI: 10.1021/acsami.9b14472
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.9b14472
12. Nanoscale: CsPbBr3-Cs4PbBr6復合納米晶實現高效的純綠色發光
近日,華東師范大學Jinzhong Zhang聯合清華-伯克利深圳學院Guodan Wei通過室溫溶液工藝合成了全無機鈣鈦礦型CsPbBr3-Cs4PbBr6復合納米晶體(NCs),并作為發光二極管(LED)應用的綠色磷光體進行了系統的研究。研究發現膠態復合材料NC發射峰在515 nm左右,復合NC組裝的綠色LED的國際照明委員會(CIE)色度坐標達到(0.201,0.746),綠色比例幾乎為100%。此外,純綠色LED在10 mA驅動電流下顯示出45 lm / W的發光效率。
膠態CsPbBr3-Cs4PbBr6復合NCs的光致發光量子產率(PLQY)高達74%。高PLQY源自零維Cs4PbBr6充分地將CsPbBr3 NC鈍化,從而基本上抑制了非輻射重組。用純鈣鈦礦和復合鈣鈦礦制造的綠色LED的比較表明,在LED中使用具有更高量子產率的CsPbBr3-Cs4PbBr6復合材料是獲得兼具純綠色和穩定的LED的有效方法。
Zhang, J. Wei, G. et al. The CsPbBr3-Cs4PbBr6 composite nanocrystals for highly efficient pure green light emission. Nanoscale 2019.
DOI: 10.1039/C9NR07096F
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/nr/c9nr07096f
13. Chem. Mater.:鈾活化劑助力高穩定窄帶綠色發射體,具有近乎完美的發光性能哦
對于液晶顯示器(LCD)中的白光發光二極管(LED),尋找具有窄帶,小斯托克斯位移,高熱穩定性和良好的耐化學性的新型綠色熒光粉至關重要。近日,蘇州大學Shuao Wang聯合華南理工大學Zhiguo Xia首次引入具有固有綠色發射光的鈾酰(UO22 +)化合物作為制造高性能磷光體轉換LED的活化劑。 UO22 +已成功整合到致密,剛性,紫外線透明和光致發光的硼酸鹽骨架(Na [(UO2)B6O10(OH)]?2H2O(NaUBO-4)中,具有出眾的內部和外部量子效率(接近100%和分別在260 nm激發時為92%),低熱猝滅(在120°C時可以維持初始發射強度的96%)以及在長期暴露于濕氣和UV輻射后的高發光穩定性。
此外,來自UO22 +的光耦合發射具有相對較窄的發射帶,達到白色LED器件的NTSC標準的95%的較寬顏色范圍。這些結果使貧鈾對作為寬色域LCD中的背光單元的潛在應用極為有吸引力。
Wang, S. Xia, Z. et al. Introducing Uranium as the Activator toward Highly Stable Narrow-Band Green Emitters with Near-Unity Quantum Efficiency. Chem. Mater.2019.
DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b03130
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemmater.9b03130
14. Nat. Photon.:透明介質中鈣鈦礦量子點的可逆3D激光打印
半導體的三維(3D)圖案化對于探索光電子學中的新功能和應用可能具有重要意義。 近日,華南理工大學Guoping Dong研究團隊發現可以使用飛秒激光在透明玻璃材料內部按需寫入鈣鈦礦量子點(QD)的3D圖案。 通過利用鈣鈦礦的固有離子性質和低形成能,可以原位可逆地制造高發光CsPbBr3 QD,并通過飛秒激光輻照和熱退火將其分解。
這種寫入和擦除模式可以重復很多次,并且無機玻璃基質可以很好地保護發光量子點,從而形成穩定的鈣鈦礦量子點。該發現具有潛在的應用前景,例如大容量光學數據存儲,信息加密和3D圖形。
Dong, G. et al. Reversible 3D laser printing of perovskite quantum dots inside a transparent medium. Nat. Photon. 2019.
DOI: 10.1038/s41566-019-0538-8
https://www.nature.com/articles/s41566-019-0538-8.pdf
15. 劍橋大學Nature Photonics: 通過控制鈣鈦礦中陽離子合金化以實現高效發光
金屬鹵化物鈣鈦礦已經成為光電子應用中的特殊半導體。單價陽離子的取代具有提高的發光產量和器件效率。劍橋大學Samuel D. Stranks 和 Felix Deschler團隊控制陽離子合金化,以通過改變混合鹵化物鈣鈦礦中的電荷載流子動力學來增強光電性能。與單鹵化物鈣鈦礦相反,研究發現光激發的載流子密度的發光產量遠低于太陽光照條件。
進一步研究表明,在激發后的幾十納秒內,電荷載流子的復合形式從二階變為一階。通過光學帶隙的微觀映射,電門輸運測量和第一性原理計算的支持,證明了電子態中空間變化的高能紊亂會引起局部電荷積累,從而形成p型和n型光摻雜區域,從而揭示了一種太陽能電池中低電荷注入時的高效發光和發光。
Photodoping through local charge carrier accumulation in alloyed hybrid perovskites for highly efficient luminescence,Nature Photonics (2019)
https://www.nature.com/articles/s41566-019-0546-8
16. Adachi最新Nature Photonics: 三重態管理可實現高效鈣鈦礦發光二極管
鈣鈦礦發光二極管具有高色純度和高性能,因此有望用于下一代照明和顯示器。盡管單線態和三線態激子的管理對于高效有機發光二極管的設計至關重要,但是在基于鈣鈦礦的和準二維(2D)鈣鈦礦中,激子如何影響性能的本質仍然不清楚。日本九州大學Chuanjiang Qin和Chihaya Adachi團隊表明三重態激子是綠色準2D鈣鈦礦裝置中有效發射的關鍵,而有機陽離子對三聯體的猝滅是主要的損失途徑。
在基于FAPbBr3的準2D鈣鈦礦中使用具有高三重態能級的有機陽離子(苯乙基銨),可有效獲得三重態。此外,研究表明三重態向單重態的上轉換可能發生,使得電激發子的100%收獲成為可能。綠色(527 nm)器件的外部量子效率和電流效率分別達到12.4%和52.1 cd A-1。
Triplet management for efficient perovskite light-emitting diodes
Nature Photonics (2019)
https://www.nature.com/articles/s41566-019-0545-9
1. AOM:基于新型激基復合物的高效純色OLED
迄今為止,很少有能同時實現純色單色OLED和高穩定性的白色OLED的高效激基復合物主體。近日,吉林大學Pin Chen團隊報道了(N,N′‐dicarbazolyl‐3,5‐benzene) (MCP)供體和4,6‐bis[3,5‐(dipyrid‐3‐yl)‐phenyl]‐2‐phenylpyrimidine (B4PyPPM)受體組成的新系統,以實現高效的磷光OLED。
通過僅使用兩種有機傳輸材料的簡單器件,基于該激基復合物的藍色,綠色,橙色和紅色磷光OLED表現出高的色純度,最大外量子效率分別為20.1%, 26.3%, 24.6 %, 19.8%。通過組合藍色和橙色發光材料,可實現73.6 lm/W的高效白光OLED,這歸因于更為平衡的電荷傳輸及多漏斗能量傳遞路徑。
Ren Sheng, Asu Li, Fujun Zhang, Jian Song, Yu Duan, Ping Chen. Highly Efficient, Simplified Monochrome and White Organic Light‐Emitting Devices based on Novel Exciplex Host. Adv. Opt. Mater., 2019.
DOI:10.1002/adom.201901247
https://doi.org/10.1002/adom.201901247
2. 黑龍江大學JACS:高發光性能的手性四面體Eu4L4(L1)4籠:手性誘導,手性記憶和圓偏振發光
具有圓偏振發光(CPL)性質的手性鑭系元素籠在對映體選擇性客體識別和傳感中具有潛在的應用。然而,鑒于Ln(III)離子的不穩定性,開發一種簡單而可靠的方法用于同型手性鑭系元素籠的非對映選擇性組裝仍然是一個巨大的挑戰。近日,黑龍江Pengfei Yan,Hongfeng Li等報道了通過手性輔助配體誘導策略形成對映純鑭系四面體籠的第一個例子。合成的[(Eu4L4)(R/S-BINAPO)4]籠是由四個非手性C3對稱的[4,4',4''-tri(4,4,4-trifluoro-1,3-dioxobutyl)triphenylamine, L)]為面,四個Eu(III)離子為頂點,和四個手性R/S-bis(diphenylphosphoryl)-1,1′-binaphthyl (R/S-BINAPO)作為輔助配體組成。
作者通過X射線晶體學,NMR和CD光譜對對映純的手性拓撲四面體籠(Eu4L4)(R-BINAPO)4的(Eu4L4)(S-BINAPO)4 (ΔΔΔΔ-1和ΛΛΛΛ-1)進行了表征。實驗發現,該四面體籠具有強的CPL,|glum|高達0.20,且量子產率(QYs)高達81%,這是手性Ln(III)配合物中報道的最高值。此外,作者還首次觀察到基于鑭系元素的組裝的手性記憶效應。當R/S-BINAPO被非手性bis[2-(diphenylphosphino)phenyl](DPEPO)取代后,該籠的手性可以保留,得到了另一對對映純Eu(III)四面體籠型ΔΔΔΔ-和ΛΛΛΛ-[(Eu4L4)(DPEPO)4] (ΔΔΔΔ-2和ΛΛΛΛ-2)。令人意外的是,ΔΔΔΔ-2和ΛΛΛΛ-2具有高的發光量子產率(QYs = 68%)和強的CPL(|glum| = 0.10)。該工作為制備具有CPL性質的鑭系元素籠提供了一種簡單且低成本的合成策略。
Yanyan Zhou, Hongfeng Li,* Pengfei Yan*, et al. A Highly Luminescent Chiral Tetrahedral Eu4L4(L')4 Cage: Chirality Induction, Chirality memory and Circularly Polarized Luminescence. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b07178
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b07178
3. Chem. Commun.:超高量子產率!紫外光石墨氮化碳納米片
石墨碳氮化物(g-CN),主要由碳和氮元素組成,是一種很有前途的二維軟納米材料。近日,福州大學Hongbin Yang和Fengfu Fu團隊制備了具有超高量子產率(80.1%)的紫外熒光(FL)石墨碳氮化物(g-CN)納米片(CNN)。此外作者研究了橫向尺寸和聚合溫度對CNN光學性能的影響。根據密度泛函理論計算和質譜證明了紫外FL是由孤立的蜜勒胺產生的。由于FL信號對溶液pH的依賴性,所獲得的CNNs可以進一步用作pH探針。
Zesheng Zhuo, Yajie Jiao, Lichan Chen, Hao-Hong Li, Ming Dai, Zhenyu Lin, Hongbin Yang, Fengfu Fu, Yongqiang Dong. Ultra-high quantum yield ultraviolet fluorescent of graphitic carbon nitride nanosheets. Chem. Commun., 2019.
DOI:10.1039/C9CC07448A
https://doi.org/10.1039/C9CC07448A
4. AOM:極低滾降!基于含聯吡啶的主體材料的高效黃色熱活化延遲熒光基OLED
近日,圣安德魯斯大學Eli Zysman‐Colman團隊報道了兩種雙極性主體材料3-CPBy和4-mCBPy。這些主體是常見主體材料CBP和mCBP的結構類似物,其中苯環已被吡啶取代。兩種材料具有極深的最高占據分子軌道(HOMO)和極淺的最低未占據分子軌道(LUMO)能級以及足夠高的能量S1和T1狀態,這使其適合用作電致發光器件中黃色發光材料的主體。作者將所制備OLED與使用CBP和mCBP作為主體材料的OLED進行了比較,發現含吡啶的OLED的外量子效率(EQE)和效率滾降均有所改善。
摻雜了7 wt%的tri-PXZ-TRZ的OLED具有非常低的開啟電壓(3-CPBy和4-mCBPy均為2.5 V ),最大外量子效率(EQEmax)達到15.6%(對于3-CPBy)和19.4%(對于4-mCBPy)。此外,使用4-mCBPy的OLED在10000 cd/m2的亮度下,還具有非常低的滾降效率。
Dongyang Chen, Pachaiyappan Rajamalli, Francisco Tenopala‐Carmon, Cameron L. Carpenter‐Warren, David B. Cordes, Chang‐Min Keum, Alexandra M. Z. Slawin, Malte C. Gather, Eli Zysman‐Colman. Bipyridine‐Containing Host Materials for High Performance Yellow Thermally Activated Delayed Fluorescence‐Based Organic Light Emitting Diodes with Very Low Efficiency Roll‐Off. Adv. Opt. Mater., 2019.
DOI:10.1002/adom.201901283
https://doi.org/10.1002/adom.201901283
5. Chem. Mater.: Bi3+合金Cs2AgInCl6雙鈣鈦礦納米晶中的可調和穩定白光發射
近日,印度理工學院Aswani Yella團隊在控制尺寸分布的情況下,合成了Cs2AgIn1-xBixCl6(x = 0、0.05、0.15、0.3、0.6和1)的無鉛鈣鈦礦雙納米晶,并對所得的雙鈣鈦礦納米晶進行了詳細的結構研究,以確認合金化和結構改性。 Bi的合金化導致光學性質的改變,對于純Cs2AgInCl6納米晶體,直接帶隙躍遷值為?3.46 e;帶隙值隨著Bi摻雜的增加而減小,這也導致帶隙從直接帶隙躍遷到間接帶隙。
該研究發現出約570至620 nm的子帶隙發射以及帶邊發射,很大程度上取決于合金濃度。在合金系統中觀察到30%Bi摻雜樣品的CIE坐標為(0.36,0.35),CRI值為?91,CCT為4443,Duv為– 0.0065,這對于白光發射應用非常有希望。
Yella, A. et al. Tunable and Stable White Light Emission in Bi3+ Alloyed Cs2AgInCl6 Double Perovskite Nanocrystals. Chem Mater. 2019.
DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b02973
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemmater.9b02973
6. AMI:合金ZnSeTe量子點的合成及其純藍光QLED
考慮到生態環境問題及相關法規,量子點(QD)作為下一代顯示領域中的發光材料,在成分上應不含鎘。與可通過尺寸控制的紅光、綠光InP量子點相比,非鎘藍色量子點的發展仍然停滯不前。近日,弘益大學Heesun Yang團隊探索了具有二元和三元組成的非Cd,基于ZnSe的藍光量子點的合成。首先,通過多次重復生長來嘗試增加二元ZnSe QDs的尺寸,直到獲得藍光PL。盡管此方法提供了藍色發射,但是過大的ZnSe QD不可避免地會導致量子產率(QY)降低。作為上述尺寸增大的替代策略,在QD合成中進行了高帶隙ZnSe與低帶隙ZnTe的合金化。
ZnS包殼后,這些合金化的三元ZnSeTe QDs表現出422-500 nm的可調PL發射。將具有最佳ZnSe內殼厚度的雙殼ZnSeTe/ZnSe/ZnS QDs用于全溶液法的藍色QD發光二極管(QLED),器件產生的峰值亮度為1195 cd/m2,電流效率為2.4 cd/A,外量子效率為4.2%。
Eun-Pyo Jang, Chang-Yeol Han, Seung-Won Lim, Jung-Ho Jo, DaeYeon Jo, Sun-Hyoung Lee, Suk-Young Yoon, Heesun Yang. Synthesis of Alloyed ZnSeTe Quantum Dots as Bright, Color-Pure Blue Emitters. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019.
DOI:10.1021/acsami.9b14763
https://doi.org/10.1021/acsami.9b14763
7. Nat. Commun.: 研究新進展!二價銪摻雜的近紅外發光磷光體發光二極管
近紅外發光材料具有獨特的光物理性質,在光子、光電和生物等領域具有重要的應用價值。隨著過渡金屬元素激活的寬帶近紅外熒光粉的廣泛報道,引入4f-5d過渡稀土活化劑對下一代材料的發現提出了挑戰。近日,華南理工大學夏志國團隊報道了一種前所未有的熒光粉K3LuSi2O7:Eu2+,它在460 nm藍光激發下產生了以740 nm為中心的發射帶,半寬為160 nm。
結合結構和光譜表征,發現在LuO6和K2O6多面體中,二價銪的選擇性位點占據了較小的配位數,導致了意外的近紅外發射。制成的磷光體轉換的發光二極管具有作為不可見光源的巨大潛力。該工作提供了二價銪摻雜無機固態材料中近紅外發射的設計原理,并激發未來的研究以進一步探索近紅外發光二極管。
Xia, Z. et al. Divalent europium-doped near-infrared-emitting phosphor for light-emitting diodes. Nat. Commun. 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-13293-0
https://www.nature.com/articles/s41467-019-13293-0.pdf
8. Tae-Woo Lee最新AM: 以大佬的角度看鈣鈦礦材料LED的發展!
金屬鹵化物鈣鈦礦(MHP)具有通式ABX3,其中A是一價有機或無機陽離子,B是二價金屬陽離子(例如Pb,Sn),X是鹵化物陰離子。 MHP已經有一個多世紀的歷史了,但是由于其優越的光學和電學性能,易于制造,低加工成本以及 帶隙調整的簡易性, MHP是各種光電和電子應用中有希望的材料,例如太陽能電池,發光器件(LED),光電探測器,X射線探測器,激光器,存儲器和人造突觸。 最活躍的研究領域是太陽能電池和LED。
Lee, T.-W. Emerging Halide Perovskite Materials and Devices for Optoelectronics. AM 2019.
DOI: 10.1002/adma.201905077
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905077
9. Nanoscale: 基于多陽離子的高效準二維鈣鈦礦發光二極管
多個陽離子取代是提高有機-無機雜化鈣鈦礦薄膜穩定性的有效方法。近日,北京大學深圳研究生院Hang Zhou團隊將這種方法應用于準二維(準2D)鈣鈦礦材料,并研究Cs和K摻雜對準2D鈣鈦礦LED(PeLED)性能的影響。研究發現Cs顯著降低了準2D PeLED在高電流密度下的效率滾降,即使在高達1000mA / cm2的工作電流密度下,也能實現高電流效率(CE)。
另外,少量的K的引入進一步提高了器件的量子效率(由于其鈍化作用)。該綠色PeLED(基于多陽離子準2D鈣鈦礦)達到了45600cd / m2的亮度,最大CE為22.5cd / A。這項工作中引入的方法在增強準2D鈣鈦礦發光二極管的性能方面具有巨大潛力。
Zhou, H. et al. Improved current-efficiency of quasi-2D multi-cation perovskite light-emitting diodes: the effect of Cs and K. Nanoscale 2019.
DOI: 10.1039/C9NR08616A
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/nr/c9nr08616a
10. AM: 2D/3D異相鈣鈦礦用于長期穩定的發光二極管
盡管金屬鹵化物鈣鈦礦(MHP)發光二極管(LED)在電致發光效率方面顯示出巨大潛力,但MHP LED的操作穩定性目前仍是其實際應用的最大瓶頸。UCLA的楊陽和Tae‐Hee Han團隊使用戰略性設計的表面2D/體相3D異相MHP納米顆粒用于長期穩定的LED。
二維表面功能化的MHP不僅由于其空間和可能受限的電荷載流子而導致快速的輻射重組,還顯著降低了阱密度和離子遷移。結果,與傳統的純3D或準2D同類器件(T50:<0.2小時)相比,異相MHP LED的電致發光效率和工作壽命(T50:> 200 h)有了顯著改善。
Surface‐2D/Bulk‐3D Heterophased Perovskite Nanograins for Long‐Term‐Stable Light‐Emitting Diodes
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201905674
11. AOM:通過配體交換提高全溶液倒置綠色量子點發光二極管的效率
配體對于量子點(QDs)及其發光二極管(QLED)的性能都有非常重要的作用。近日,成均館大學Heeyeop Chae團隊通過引入具有負偶極矩的硫酚衍生物,例如苯硫酚(TP),4-甲硫基苯酚(4-MTP)和4-(二甲氨基)苯硫酚(4-DMATP),提升了倒置結構QLED的性能。QLED效率的提高歸結于TP,4-MTP和4-DMATP的負偶極矩歸,因為QDs的價帶頂(VBM)上移,且VBM與空穴傳輸層的HOMO差距從0.46 eV減小到-0.16 eV,加速了量子點的電子和空穴傳輸。
最終所制備QLED的最大電流效率為98.2 cd/A,外量子效率(EQE)為24.8%,是迄今為止所有溶液處理的倒置結構單器件QLED的最高值。與具有OA配體的QLED相比,在最大發光下其最大電流效率和EQE方面分別提高了2.99、1.57和1.54倍。
Hyungsuk Moon, Heeyeop Chae. Efficiency Enhancement of All‐Solution‐Processed Inverted‐Structure Green Quantum Dot Light‐Emitting Diodes Via Partial Ligand Exchange with Thiophenol Derivatives Having Negative Dipole Moment. Adv. Opt. Mater., 2019.
DOI:10.1002/adom.201901314
https://doi.org/10.1002/adom.201901314
12. AMI: 真空沉積的藍色無機鈣鈦礦發光二極管問世!
鈣鈦礦發光二極管(PeLED)由于其出色的電致發光性能(通過溶液處理)而受到了廣泛的研究關注。通過熱蒸發制得的PeLED相對很少被探索,但與現有的OLED工業生產線兼容。藍光PeLED均基于含有機物的鈣鈦礦,而不是更穩定的全無機鈣鈦礦(主要原因是因為它們的溶解性差,結晶太快,不均勻的薄膜以及無法獲得的純藍色發射)。
近日,華中科技大學Liang Gao、Ying Ma以及唐江報道了全無機,真空處理的藍色PeLED。研究人員在雙源共蒸發系統中,采用高通量組合方法來優化Cs:Pb:Br:Cl的組成,以實現薄膜光致發光和注入效率之間的平衡。沉積的鈣鈦礦薄膜表現出出色的固有穩定性,可抵抗熱,紫外線和濕氣的侵蝕。最后研究人員獲得了一系列PeLED,它們覆蓋了標準的藍色光譜區域,最佳亮度為121 cd / m2,EQE為0.38%。該工作展示的真空處理策略為生產高效,穩定的全無機藍PeLED提供了非常有前途的替代方法。
Gao, L. Ma, Y. Tang, J. et al. Vacuum-Deposited Blue Inorganic Perovskite LightEmitting Diodes. AMI 2019.
DOI: 10.1021/acsami.9b17164
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.9b17164
13. JACS:具有兩親耦合近紅外發射性質的擴展吡嗪并二苯材料
具有650-900 nm近紅外透明窗口區域發射的染料分子可用于成像,其可實現良好的組織穿透力,又不會因紫外線造成明顯損壞。近日,日本茶水女子大學Jonathan P. Hill,日本國立材料科學研究所Jonathan P. Hill等團隊合作,合成了具有兩親性耦合發射性質的外圍取代的十四碳雜庚烯(N14Hp)化合物。
X射線單晶表征表明該化合物具有平面的并苯狀發色團,并且電子吸收和發射發生在近紅外生物透明窗(650–900 nm)中。這些化合物具有長波發射,在686 nm處的光致發光量子產率ΦPL高達~0.61,在712 nm處單去質子化狀態的ΦPL達0.58。該工作表明,基于吡嗪并二苯材料的光物理性質和化學結構,該材料具有在不同應用中的穩定性和實用性。
Gary J. Richards*, Jonathan P. Hill*, et al. Amphiprotism-coupled NIR-Emission in Extended Pyrazinacenes containing Seven Linearly-fused Pyrazine Units. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b10952
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b10952
14. AFM:基于Os(II)配合物的高效近紅外有機發光二極管
已經有許多研究致力于開發新型的近紅外(NIR)發射器并改善NIR有機發光二極管(OLED)的性能。Os(II)配合物是一類重要的NIR電致發光材料。但是,到目前為止,發射峰波長超過700 nm的基于Os(II)的NIR OLED所達到的最高外量子效率仍低于3%。
近日,香港城市大學Alex K.-Y. Jen, Chun-Sing Lee, Yun Chi團隊報道了一種基于吡嗪基偶氮鹽螯合物和二甲基(苯基)膦輔助物的Os(II)配合物。吡嗪基單元在激發態下降低的金屬到配體電荷轉移(MLCT)躍遷能隙改善了基于此類材料的NIR器件性能。最終,基于此類材料的NIR OLEDs在710 nm的峰值波長處的實現了11.5%的最大外量子效率。
Yi Yuan, Jia-Ling Liao, Shao-Fei Ni, Alex K.-Y. Jen, Chun-Sing Lee, Yun Chi. Boosting Efficiency of Near-Infrared Organic Light-Emitting Diodes with Os(II)-Based Pyrazinyl Azolate Emitters. Adv. Funct. Mater., 2019.
https://onlinelibrary_wiley.xilesou.top/doi/abs/10.1002/adfm.201906738
15. Sargent最新AFM: 膠體量子點太陽能電池的空間收集
在薄膜光伏(PV)的研究和開發中,確定主要損耗發生在有源層中的位置很重要。近日,多倫多大學Sargent研究團隊提出一種確定電荷空間分布的方法,并在各種偏置條件下證明了該方法在膠體量子點(CQD)太陽能電池中的應用。實現了僅依賴于測得的光學參數和依賴于偏差的外部量子效率譜的系統計算方法。結果發現,在CQD PV器件中,由于該界面處的不良能帶對準,硫醇處理的空穴傳輸層附近的區域集電極效率較低。
有源層在短路條件下并未完全耗盡,這說明了這些CQD太陽能電池的有限短路電流。耗盡區之外的高收集效率與數百納米量級的擴散長度一致。該方法提供了一種定量工具,用于研究CQD太陽能電池的工作原理和損耗的物理根源,并且可以用在基于鈣鈦礦,有機物,CQD和這些材料的組合的薄膜太陽能電池器件體系結構中。
Spatial Collection in Colloidal Quantum Dot Solar Cells. AFM 2019.
DOI:10.1002/adfm.201908200
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201908200
16. 金一政AFM: 玩轉NiOx! 高效長壽命的QLED
在量子點發光二極管(QLEDs)中,溶液處理的氧化物薄膜作為空穴注入層(HILs)被認為是提高操作穩定性的有效辦法。然而,由于在氧化物HIL和高電離勢有機空穴傳輸層的界面處空穴注入效率低,器件性能受到很大限制。近日,浙江大學金一政研究團隊提出了一種簡單易行的表面改性方法,使溶液處理的氧化鎳薄膜的功函數達到≈5.7 eV。
基于表面改性的NiOx HIL的QLED的亮度達到1000和10000 cd m-2時所對應的工作電壓分別為2.1和3.3 V,這在所有溶液處理的LED和真空沉積的OLED中都是最低的。該器件在1000 cd m-2的初始亮度下具有約2500 h的T95工作壽命,滿足了顯示應用的商業化要求。該研究結果突出了溶液處理的氧化物在實現高效和長壽命QLEDs的潛力。
Jin, Y. et al. High-Performance Quantum-Dot Light-Emitting Diodes Using NiOx Hole-Injection Layers with a High and Stable Work Function. AFM 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201907265
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201907265
17. AFM綜述:白光發射電化學電池的最新進展
固態發射白光的電化學電池(LEC)具有以下優點:簡單的器件結構,較低的工作電壓以及與惰性金屬電極的兼容性。自從1997年首次展示白色LEC以來,由于LEC在固態照明中的潛在應用,因此對其進行了廣泛的研究。近日, 臺灣交通大學Hai-Ching Su聯合臺灣中央研究院Ken-Tsung Wong綜述了白色LEC的最新發展,特別是其三個主要方面,即主-客體白色LEC,非摻雜白色LEC和白色LEC的器件工程。主-客策略在白色LEC中被廣泛使用。主體材料分為離子過渡金屬絡合物,共軛聚合物和小分子。
未摻雜的白色LEC基于發射性和多發色團材料的分子內或分子間相互作用。新的器件工程技術,例如改善載流子平衡,顏色下轉換,基于微腔效應和局部表面等離子體共振的光學濾波,光提取增強,調整輸出電致發光光譜的相關色溫,串聯和/或混合器件(將LECs與有機發光二極管、量子點發光二極管相結合)的方法改善了白色LEC的器件性能。綜合以上研究結果,白色LECs具有良好的應用前景。
Su, H.-C. Wong, K.-T. et al. Recent Progress in White Light-Emitting Electrochemical Cells. AFM 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201906898
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201906898
18. AFM: 過量FAI在高效FAPbI3基發光二極管形成中的作用
最近已證明在形成鈣鈦礦時引入大量過量的鹵化銨是提高鈣鈦礦發光二極管(PeLEDs)性能的有效方法。近日,香港中文大學Ni Zhao研究團隊將Cs0.17FA0.83PbI2.5Br0.5作為模型系統,以闡明引入過量的FAI對鈣鈦礦膜結晶過程和相應的PeLED操作壽命的影響。過量的FAI比在0至120 mol%之間變化,并通過原位吸收,原位光致發光和異位X射線衍射測量系統地監控了鈣鈦礦的結晶過程。
研究結果表明,過量的FAI會在沉積的薄膜中觸發致密的寬帶隙中間相的形成,然后在退火后轉變為孤立的高結晶鈣鈦礦晶粒。使用激發相關光致發光光譜法,發現過量的FAI導致較低的深陷阱態密度,因此減少了材料中的非輻射損耗。這導致EQE從0.25%(化學計量)大大提高到12.7%(過量90 mol%)。此外,FAI過量的鈣鈦礦薄膜使用Pb(SCN)2和5‐ammonium valeric acid iodide添加劑進行了優化,近紅外PeLEDs達到965 W Sr-1 m-2的創紀錄輻射度和17.4%的高EQE 。
Zhao, N. et al. Role of Excess FAI in Formation of High-Efficiency FAPbI3-Based Light-Emitting Diodes. AFM 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201906875
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201906875