1. AFM綜述:微發光二極管的生物醫學應用
基于無機材料的微發光二極管(μLED)將改變未來光電系統的傳統模式,其在生物醫學領域也具有很好的應用價值。μLED顯示屏不僅可以成為視覺通信的大型界面平臺,也可以擴展到物聯網和可穿戴的生物應用領域。同時,μLED也需要不斷升級才能滿足其今后的光電應用需求,如用于虛擬現實、構建智能手表和醫療傳感器等等。韓國科學技術高級研究院Keon Jae Lee團隊從器件結構、實現大規模LED傳輸、提高性能方法和未來的應用等方面對μLED領域的代表性進展進行了詳細的綜述。
Lee, H.E., Lee, K.J. et al. MicroLight-Emitting Diodes for Display and Flexible Biomedical Applications. Advanced Functional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201808075
https://doi.org/10.1002/adfm.201808075
2. 彭笑剛&金一政JACS:12.2%EQE!lnP基發光二極管
近日,浙大彭笑剛和金一政在InP /ZnSe / ZnS核/殼/殼量子點(QD)的核和殼區域內引入化學計量控制,顯著提高lnP基QD的性能,接近最先進的CdSe QD的性質。 研究人員得到的QD具有近乎完美的光致發光(PL)量子產率(QY),單指數衰減動態,窄線寬和非閃爍。 基于InP / ZnSe / ZnS核/殼/殼QD的發光二極管(QLED)的最大外量子效率(EQE)為12.2%,最大亮度> 10,000 cd m-2,大大超過文獻報道的無Cd /無Cd QLEDs。 這些研究結果進一步推進了無Cd /Pb QD在光電方面應用的發展步伐。
Li, Y. etal. Stoichiometry-controlled InP-based quantum dots: synthesis, photoluminescence, and electroluminescence. JACS 2019
DOI:10.1021/jacs.8b12908
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.8b12908
3. Nature Photonics:38.6% EQE! 高效藍色熱激活延遲熒光發光二極管
表現出熱活化延遲熒光的材料有望實現有效的有機發光二極管。然而,尋找合適的深藍色熱活化延遲熒光材料仍然具有挑戰性。近日,慶熙大學Ju Young Lee和Jang Hyuk Kwon報道了兩個高效的深藍色熱激活延遲熒光發射體,即TDBA-Ac和TDBA-DI,這兩種發射體主要有氧橋,對稱和剛性硼受體部分組成。TDBA-Ac和TDBA-DI在甲苯中分別表現出深藍色發射和小的單重態-三重態能隙,分別為0.06eV和0.11eV。DBFPO主體中摻雜20wt%TDBA-Ac和TDBA-DI的膜分別顯示出93%和99%的高光致發光量子產率。研究人員制備的TDBA-DI器件在藍色區域中顯示出極高的外部量子效率,達到38.15±0.42%,在高達5,000cd m-2的高亮度下具有25.2%的低滾降特性。此外,基于TDBA-Ac摻雜的器件外部量子效率達到21.50±0.22%,深藍色坐標為(0.15,0.06)。
Ahn,D. H. et al. Highly efficient blue thermally activated delayedfluorescence emitters based on symmetrical and rigid oxygen-bridged boronacceptors. Nat. Photon. 2019
DOI:10.1038/s41566-019-0415-5
https://www.nature.com/articles/s41566-019-0415-5.pdf
4. Nature Commun.:研究OLED微腔引起的光譜變窄現象的潛在機制
北京交通大學Bin Hu和長春光學精密機械與物理研究所Xingyuan Liu對微腔OLED中電致發光光譜變窄現象的潛在機制進行了研究。研究發現,微腔引起空間擴展狀態的形成,在有機材料中形成Frenkel激子之前起中間狀態的作用。此外,變窄的電致發光輸出與磁電致發光同時發生的線性極化。這表明空間延伸的狀態變得對齊,以通過光學共振在微腔內形成相干的發光激子。顯然,空間擴展狀態為實現基于微腔OLED中的激光作用的電致發光光譜變窄現象提供了必要條件。
Wang, M.; Lin, J.; Hsiao, Y.-C.; Liu,X.; Hu, B. Investigating underlying mechanism in spectral narrowing phenomenon induced by microcavity in organic light emitting diodes. Nat. Commun. 10, 1614.
Doi:10.1038/s41467-019-09585-0.
https://www.nature.com/articles/s41467-019-09585-0
5. AMI:有意思!配體誘導調諧雙色發射鈣鈦礦白光LED
盡管CsPbX3納米晶在過去幾年里取得了長足的發展,但具有雙色發射的單個CsPbX3納米結構很少。近日,吉林大學DongxiaZhu和Ning Zhang展示由表面配體誘導的鹵化鉛鈣鈦礦納米線的雙色發射,即低聚甲氧基聚乙二醇(MEOPEG)。除了來自主晶格的特征發射之外,研究人員還觀察到由MEOPEG引起的擴展帶隙的發射。通過改變表面配體的濃度,可以容易地調節兩種發光強度的比例。此外,CsPbX3-MEOPEG的帶隙可以通過陰離子交換過程進一步微調。基于上述策略,研究人員制備了具有高質量CIE坐標(0.33,0.29)和高CRI值(84)的白色發光二極管(WLED)。這些具有可調雙色發射的CsPbX3-MEOPEG材料可作為WLED的理想模型系統,這無疑將擴大銫鉛鹵化物鈣鈦礦的應用范圍。
Yue, Y. et al. Ligand-InducedTunable Dual-Color Emission Based on Lead Halide Perovskites for White Light-Emitting Diodes. AMI 2019
DOI:10.1021/acsami.9b01059
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.9b01059
6. ACS Photonics:Mn摻雜實現兼具高效、穩定的鈣鈦礦LED(紅、綠、藍)
近日,哈佛大學羅蘭研究所DanielN. Congreve研究團隊通過Mn摻雜體相鈣鈦礦薄膜制備了高亮度、高效率、器件操作穩定性優異的紅、綠、藍鈣鈦礦LED。比較吸引人的是所制備的天藍色鈣鈦礦LED亮度達到11800 cd m-2,器件操作壽命達到20 min。研究人員指出,Mn摻雜是一種非常有效提高器件效率和穩定性的策略。
Gangishetty, M. K. et al. Mn2+Doping Enhances the Brightness, Efficiency, and Stability of Bulk Perovskite Light-Emitting Diodes. ACS Photon. 2019
DOI: 10.1021/acsphotonics.9b00142
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsphotonics.9b00142
7. 黃維院士&陳淑芬Nanoscale:MAPbBr3:PEO復合鈣鈦礦量子點發光層助力LED性能的提升
金屬鹵化物鈣鈦礦量子點(PQD)由于其優異的光學性質已成為新一代顯示和照明裝置中最有前途的光電材料。然而,較差的穩定性和表面缺陷阻礙了其大規模應用。近日,南京郵電大學黃維和陳淑芬團隊將PQD與高分子量聚合物(PEO)混合,可增強量子點的穩定性、鈍化表面缺陷并充分保護PQD表面上的有機配體,明顯改善了環境穩定性和光致發光量子產率。此外,PEO的使用有效地將電子限制在PQD發射層內,基于MAPbBr3的發光二極管(LED)在5-12V的電壓操作范圍內在擁有極其穩定的綠色電致發光光譜,同時外部量子效率增強18.3倍。該工作為制備穩定的PQD、高質量PQD薄膜和高效的PQDsLED提供了一種有效的策略。
Yu,H. et al. MAPbBr3: Poly (ethylene oxide) Composite Perovskite Quantum Dot Emission Layer: Enhanced Film Stability, Coverage and DevicePerformance. Nanoscale 2019
DOI:10.1039/C8NR10298H
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/nr/c8nr10298h
8. 福建物構所Angew: 全無機鈣鈦礦量子點的全譜持久發光
持久性發光磷光體作為夜間或暗光視覺材料在許多技術領域中得到應用。福建物構所Xueyuan Chen和WeiZheng團隊報道了一種獨特的策略,通過使用全無機CsPbX3(X = Cl,Br和I)鈣鈦礦量子點(PeQD)作為有效的光轉換材料來微調持久發光。通過調控PeQD帶隙,與PeQD的窄帶寬以及高度同步的余輝衰減,實現了具有覆蓋整個可見光譜區域的全光譜持續發光。這些發現突破了傳統余輝熒光粉的局限性,從而為持久發光材料在持久光源和暗光多色顯示器等應用開辟了新途徑。
Gong, Z., Zheng, W., Gao, Y., Huang, P.,Tu, D., Li, R., Wei, J., Zhang, W., Zhang, Y. & Chen, X. Full-SpectrumPersistent Luminescence Tuning Using All-Inorganic Perovskite Quantum Dots.Angew. Chem. Int. Ed. 2019.
Doi:10.1002/anie.201901045
https://doi.org/10.1002/anie.201901045
9. CM:11.4% PLQY!無鉛鈣鈦礦Cs2AgInCl6:Bi納米晶
與鉛基鈣鈦礦相比,無鉛鹵化物雙鈣鈦礦因其無毒性和穩定性而受到越來越多的關注。近日,北京科技大學夏志國團隊通過使用無毒和可用前體的簡易熱注入工藝優化了未摻雜和Bi摻雜的Cs2AgInCl6納米晶體(NC)的膠體合成。研究人員研究了溫度、配體以及鹽酸在內的合成條件,以提高Cs2AgInCl6:Bi NCs的光致發光量子產率(PLQY)。研究人員得到發射峰位在580 nm寬帶橙色發光NC,PLQY高達~11.4%,并且討論了相關的發光機制。 這項工作進一步推進新興的無鉛鹵化鈣鈦礦NC發展步伐。
Liu,Y. et al. Design Optimization of Lead-Free Perovskite Cs2AgInCl6: BiNanocrystals with 11.4% Photoluminescence Quantum Yield. Chem. Mater. 2019
DOI:10.1021/acs.chemmater.9b00410
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.chemmater.9b00410
10. Nature Photonics:厲害的很!顏色可調超長有機磷光體
在可見光譜中表現出長壽命、持久發光的材料可用于顯示器,信息加密和生物成像等應用。黃維院士、安眾福以及新加坡國立大學Xiaogang Liu團隊報道了幾種有機磷光體,該有機磷光體提供顏色可調的超長有機磷光(UOP)。可以通過改變激發波長來調節發射顏色,從而允許從可見光譜的紫色到綠色進行動態顏色調諧。研究表明,這些有機磷光體的超長壽命為2.45 s,最大磷光效率為31.2%。此外,展示了顏色可調UOP在多色顯示器中的應用以及300至360nm范圍內紫外光的視覺感應。這些發現為開發具有動態控制磷光的智能發光材料和傳感器提供了行之有效的途經。
Gu,L.; Shi, H.; Bian, L.; Gu, M.; Ling, K.; Wang, X.; Ma, H.; Cai, S.; Ning, W.;Fu, L.; Wang, H.; Wang, S.; Gao, Y.; Yao, W.; Huo, F.; Tao, Y.; An, Z.; Liu,X.; Huang, W. Colour-tunable ultra-long organic phosphorescence of asingle-component molecular crystal. Nat. Photonics, 2019.
Doi:10.1038/s41566-019-0408-4.
https://doi.org/10.1038/s41566-019-0408-4
11. Angew:具有結構可變形二級結構單元的本征白光發光金屬有機框架
金屬-有機骨架(MOF)中的二級結構單元通常是明確定義的金屬-氧代簇或具有非常有限的結構應變的鏈。近日,同濟大學Honghan Fei研究團隊將結構可變形的haloplumbate單元成功地摻入到MOF。 所得到的材料是一類罕見的Isoreticular MOF,表現出大斯托克斯偏移的寬帶白光發射,這可能是由可變形的Z字形鏈[Pb2X3] +(X = Cl / Br / I)中的電子-聲子耦合的自陷激子引起的。而具有高對稱性,穩健的haloplumbate鏈的MOF僅表現出窄的UV-藍光發射?;贛OF的本征白光光電發射器的晶體工程與有機-無機雜化鈣鈦礦相比具有高穩定性/可調性優勢。
Peng,C. et al. Intrinsic White-Light-Emitting Metal-Organic Frameworkswith Structurally Deformable Secondary Building Units. Angewandte 2019.
DOI:10.1002/ange.201903665
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/ange.201903665
12. 唐本忠&何自開Nature Commun.:一種提高有機持久室溫磷光的效率的策略!
持久發光是一種有趣的現象,其具有特殊的應用。然而,能夠持久發光的有機材料(例如有機持久性室溫磷光)的開發因其低效率而滯后。此外,提高有機發光體的磷光效率通常導致壽命短。唐本忠和何自開團隊報道了一種通過分子內三重態-三重態能量轉移來提高磷光效率的策略。(溴)二苯并呋喃或(溴)二苯并噻吩與咔唑的結合促進了系統間的交叉,并提供了分子內三重態橋,進而促進放熱三重態-三重態能量轉移,以重新填充咔唑的最低三重態。這些因素共同作用以促進有效的磷光。該策略將有助于開發用于潛在高科技應用的高效磷光材料。
Zhao,W.; Cheung, T. S.; Jiang, N.; Huang, W.; Lam, J. W. Y.; Zhang, X.; He, Z.;Tang, B. Z. Boosting the efficiency of organic persistent room-temperature phosphorescence by intramolecular triplet-triplet energy transfer. Nat. Commun.10, 1595.
Doi:10.1038/s41467-019-09561-8.
https://doi.org/10.1038/s41467-019-09561-8