脂质体封端CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米晶体的制备及在发光二极管中的应用

以脂质体充当表面封端配体修饰合成后的CsPbX₃纳米晶体.封端CsPbX₃纳米晶能保持原始形状和粒径大小,相对量子产率提升至（100±3）%,发射光谱在411~626 nm范围内可调.将其存储于空气（温度25℃,相对湿度50%）中150 d仍保持立方晶型.以DOPC-CsPbBr₃为颜色转换器可制造显色指数高达91.2的白色发光二极管,应用前景广阔.     

基于能量传递可调光色荧光粉Ca2LaTaO6∶ Dy3+, Sm3+的发光性质及其发光二极管器件应用

通过固相反应法设计了Dy³⁺, Sm³⁺共掺杂双钙钛矿结构Ca₂LaTaO₆(CLTO)光色可调的白光发光二极管(LED)荧光粉. 通过Rietveld精修计算, 确定了Ca₂LaTaO₆的晶体结构参数和Dy³⁺, Sm³⁺离子的晶格占位, 并用密度泛函理论(DFT)计算了禁带宽度. 激发/发射光谱和荧光衰减行为证实了共掺杂体系中Dy³⁺到Sm³⁺的能量传递. Dy³⁺→Sm³⁺的能量传递机制为电偶极-电偶极相互作用, 离子间的临界距离为1.176 nm. 基于Dy³⁺→Sm³⁺的能量传递, 可通过调节Dy³⁺/Sm³⁺离子的掺杂浓度比, 使发光颜色从黄色转变为黄红色, 并实现白光发射. 利用该荧光粉与紫外芯片结合制作成白光发光二极管器件, 并确定了这些LED器件的发光效率、 CIE色度坐标、 相关色温(CCT)和显色指数(CRI)等. 结果表明, 这些荧光粉在紫外激发的白光LED中具有潜在的应用价值.     

Cr,In共掺杂MgGa2O4小尺寸近红外长余辉纳米颗粒的制备及发光性能

采用乙二醇辅助共沉淀法制备了小尺寸Cr,In共掺杂MgGa₂O₄(MGO∶Cr, In)近红外长余辉发光纳米粒子(Persistent luminescence nanoparticles, PLNPs), 并考察了Cr, In共掺杂及煅烧温度对MGO晶体结构、 余辉发光性质和尺寸的影响. 结果表明, 最优Cr, In共掺杂浓度分别为0.3%和0.02%, MGO∶Cr, In晶体属于Fd3m空间群, Cr, In共掺杂对纳米颗粒的结构无影响, 平均粒径为(8.61±2.23) nm, 分散性良好, 最佳煅烧温度为700 ℃. 并且, In掺杂可有效延长其余辉发光寿命, 平均发光寿命(τ_av)从49.33 s增大至52.89 s; 荧光量子产率增高至44.9%; 活化能E_a为(0.36±0.04) eV, 具有良好的热稳定性; 陷阱深度为0.696 eV. 此外, 该PLNPs分别在260 nm、410 nm和600 nm处有激发峰, 表明UV光、 蓝绿光以及红光皆可实现对其的激发, 发射波长皆位于705 nm处, 属于Cr³⁺的²E(²G)→⁴A₂(⁴F)跃迁. 该PLNPs在红色LED灯、 光学储器件以及生物医学等领域具有巨大潜在应用价值.     

无机铅卤钙钛矿纳米晶的合成、性能及应用

无机铅卤钙钛矿CsPbX₃(X=Cl,Br,I)纳米晶因具有较高荧光量子效率(~90%)、发光波长覆盖整个可见光谱(400~700 nm)、半高宽相对较窄(12~42 nm)等诸多优点而备受关注,这些性能使之成为当前最具有潜在应用价值的发光材料之一。 因此,近年来对该类无机铅卤钙钛矿材料的报道越来越多。 本文主要介绍了无机铅卤钙钛矿发光材料的发展历程、结构、制备方法、生长机理及当前的主要应用领域等,最后概括了无机铅卤钙钛矿发光材料在当前研究背景下所面临的问题并展望了下一阶段的发展方向,为进一步提高其光学性能及开发新型高效的无机铅卤钙钛矿发光材料奠定基础。     

新型Ce3+掺杂亚磷酸锰开放骨架材料的合成与荧光性质

通过高通量实验方法制备了一系列新型的Ce³⁺离子掺杂亚磷酸锰(NH₄)₄[Mn_4-xCe_x(HPO₃)₆](简称JIS-10∶xCe³⁺) 无机开放骨架材料. 通过粉末X射线衍射(PXRD)谱图、 扫描电子显微镜(SEM)、 微量元素能谱(EDS)、 X射线光电子能谱(XPS)、 傅里叶变换红外(FTIR)光谱和光致发光(PL)光谱等手段对该材料进行了表征, 并研究了Ce³⁺离子掺杂浓度、 反应温度和时间对晶体相变和发光性能的影响. 结果表明, 在波长260 nm的光激发下, Ce³⁺离子在500 nm处有1个绿光发射带而Mn²⁺离子在590 nm处有1个黄光发射带. 调变JIS-10∶xCe³⁺材料中Ce³⁺离子的掺杂浓度发现, 当x=0.06^{时, 即Ce3+离子的掺杂浓度较低时, 样品的发射颜色为黄绿色, 其CIE坐标为(0.38, 0.48); 当Ce3+离子的掺杂浓度增加时, 绿色发光带的增长快于黄色发光带的增长, 从而调整发射颜色; 在x=1.33时观察到最强的发射, 浓度过高发生浓度猝灭.}     

MgF2改性Alq3纳米复合材料的制备及其对OLED抗老化性能的提高

提高有机电致发光器件(OLED)的稳定性和寿命是其市场化应用中需要解决的关键问题.本文从提高发光材料自身的稳定性出发,以Mg(CF₃COO)_2-x(CH₃COO)_x溶胶为前驱体,将其与8-羟基喹啉铝(Alq₃)混合浓缩成糊状后, 300 ℃真空烧结,经过MgF₂的生成和Alq₃的相变后,形成了一系列Mg含量不同的具有超结构ε相的纳米复合材料Alq₃-MgF₂.研究结果表明,相比于纯Alq₃, Alq₃-MgF₂纳米复合材料制备的OLED可以很好地保持Alq₃的发光特性,同时,其抗老化性能得到显著提高.特别是, Mg(CH₃COO)₂投料量为Alq₃的5% (摩尔分数)时,所得Alq₃-MgF₂纳米复合材料制备的器件抗老化性能最优,在空气中老化72 h,最大发光亮度仍保持在起始值的93.5%;而Alq₃制备的OLED在空气中老化24 h后基本失活.     

Li+,Eu3+共掺杂La2MoO6红色荧光粉的Pechini法合成及近紫外/蓝光激发下的发光特征

采用Pechini法合成了白光LED用红色荧光粉La_1.9-xMoO₆:0.10Eu³⁺,xLi⁺(x=0,0.10,0.20,0.25),并对样品分别进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDX)以及荧光光谱(PL)等技术手段分析。 PL光谱显示该荧光粉可被近紫外光(395 nm)和蓝光(466 nm)有效激发,产生616和623 nm强的红光发射,归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁。该荧光粉与近紫外LED芯片(370~410 nm)和蓝光LED芯片(450~470 nm)均匹配良好,具有潜在的商业应用价值。 共掺Li⁺离子作为敏化剂能显著提高荧光粉的发光强度,且最优掺杂量为x=0.20。     

CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米晶的制备及其应用

全无机钙钛矿CsPbX₃(X = Cl, Br, I) 纳米晶作为一类新型的低成本直接带隙半导体材料,具有优异的光学性质,如吸收系数高、尺寸和发射波长易调节、半峰宽窄、荧光量子产率高等特性,在照明、能源、信息显示和探测等领域表现出巨大的应用潜力,成为材料领域的研究热点。本文从CsPbX₃纳米晶的结构组成入手,重点综述了其常见的制备方法如高温热注入法、室温再沉淀法、溶剂热法、液滴微流控法、阴离子交换法等,对常见的形貌尺寸控制策略如反应温度和表面配体进行归纳,以及改善CsPbX₃纳米晶稳定性的策略,总结了此类材料在白色发光二极管、电致发光二极管、激光器、光电探测器、太阳能电池等光电领域的应用情况,最后对CsPbX₃纳米晶领域存在的问题和面临的挑战进行了分析和评述。     

Er3+/Tm3+共掺镱基纳米晶上转换白光调控及应用

稀土掺杂上转换白光材料在固态照明、液晶显示器和信息防伪等领域具有重要应用前景。然而,以前的工作主要集中在惰性基质材料体系,难以大幅提升敏化剂掺杂浓度,大大限制了上转换白光发射强度。为解决这一问题,提出一种基于LiYbF₄@LiYF₄的核壳纳米结构设计,以敏化剂LiYbF₄基质为晶核并掺杂适当浓度的激活剂Er³⁺和Tm³⁺,成功实现980nm激发的上转换白光发射。进一步设计了LiYbF₄∶Er/Tm@LiYbF₄@LiYF₄∶Nd核壳壳结构,利用Nd³⁺吸收808nm激发光,实现了980和808nm双通道激发的上转换白光发射。将白光上转换纳米晶结合940nm近红外芯片封装成发光二极管(LED)器件,施加300mA电流激发出明亮的白光,展示了其在白光LED方面的应用潜力。     

SiO2@Fe2O3核-壳结构催化剂的制备及表征

采用优化的Stöber法制备了平均粒径为230 nm的单分散球形SiO₂颗粒,并以此为内核,通过水解沉积法制备了不同壳层厚度的核-壳结构SiO₂@Fe₂O₃催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N₂物理吸附和X射线衍射分析(XRD)等手段对催化剂进行表征,探讨了不同制备条件对SiO₂@Fe₂O₃催化剂形貌的影响。结果表明,通过水解沉积法制备的SiO₂@Fe₂O₃催化剂具有明显的核-壳结构,并且保持了原始SiO₂核的球形形貌,Fe₂O₃纳米粒子通过-OH的氢键作用连接在SiO₂表面,形成了2~10 nm厚的Fe₂O₃均匀连续包覆层。     

Bright Luminous and Stable CsPbBr3@PS Microspheres Prepared via Facile Anti-solvent Method using CTAB as Double Modifier

The past decade has witnessed the increasing interest in cesium lead halide perovskite quantum dots (PQDs) for their excellent optical properties with higher photoluminescence efficiency and tunable emission wavelengths widely applied in white LED, photovoltaic devices, etc. Here we report the preparation of CsPbBr₃ PQDs by a facile anti-solvent method using conventional quaternary ammonium bromide (CTAB) as a double modifier—both proper alkyl group protection and bromine source donator. The as-formed PQDs are well-monodispersed cubes with a size of 10–15 nm and high photoluminescence quantum yield (PLQY) of up to 43 %. To enhance the stability of PQDs, CsPbBr₃@PS microspheres were formed by electrospraying process. The microspheres not only show excellent luminous properties, but exhibit much higher stability against air and UV light irradiation due to the super hydrophobic property of polystyrene.     

Mesoporous Silica Particles Integrated with All‐Inorganic CsPbBr3 Perovskite Quantum‐Dot Nanocomposites (MP‐PQDs) with High Stability and Wide Color Gamut Used for Backlight Display

All‐inorganic CsPbX₃ (X=I, Br, Cl) perovskite quantum dots (PQDs) have been investigated because of their optical properties, such as tunable wavelength, narrow band, and high quantum efficiency. These features have been used in light emitting diode (LED) devices. LED on‐chip fabrication uses mixed green and red quantum dots with silicone gel. However, the ion‐exchange effect widens the narrow emission spectrum. Quantum dots cannot be mixed because of anion exchange. We address this issue with a mesoporous PQD nanocomposite that can prevent ion exchange and increase stability. We mixed green quantum‐dot‐containing mesoporous silica nanocomposites with red PQDs, which can prevent the anion‐exchange effect and increase thermal and photo stability. We applied the new PQD‐based LEDs for backlight displays. We also used PQDs in an on‐chip LED device. Our white LED device for backlight display passed through a color filter with an NTSC value of 113 % and Rec. 2020 of 85 %.     

Highly Stable CsPbBr3 Nanocrystal Phosphors by Surface Passivation and Encapsulation

The colloidal all-inorganic CsPbX₃(X=I, Br, Cl) perovskite nanocrystals(NCs) with unique optical properties have attracted considerable attention in the field of semiconductor nanocrystals, but their application is hindered by stability issues caused by surface defects and environmental factors. Usually with inert layer encapsulation, the stability of CsPbX₃ NCs can be significantly enhanced. However, due to the loss of highly dynamic oleic acid/oleylamine ligands, it is usually accompanied by a decrease in the photoluminescence quantum yield(PLQY). Herein, we report a facile method for preparing CsPbBr₃ NCs based green phosphors with high stability and bright emission. With modification of colloidal CsPbBr₃ NCs by di-dodecyldimethylammonium bromide and sequent encapsulation in the as-synthesized mesoporous MOF-5, the green emitting phosphors with enhanced stability and a PLQY of 77% were obtained. The phosphors exhibit enhanced resistance against ambient oxygen, UV light, heat treatment and water. These excellent properties show the potential value of our prepared NCs as stable phosphors in light-emitting devices.     

不同掺杂浓度Tm3+：LiLuF4单晶的1800 nm荧光发射

采用坩埚下降法生长了Tm3+掺杂浓度为0.45%,0.90%,1.63%与3.25%(摩尔分数,x)的LiLuF4单晶.测试了样品的电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)谱、吸收光谱(1400-2000 nm),并且分析比较了808 nm半导体激光器(LD)激发下荧光光谱.结果表明:当Tm3+的浓度从0.45%变化到3.25%时,1800 nm处的荧光强度呈现了先增后减的趋势,当掺杂浓度约为0.90%时达到最大值,而位于1470 nm处的荧光强度则呈现了相反的趋势.Tm3+:3F4能级的荧光衰减寿命随着掺杂浓度的增加不断减小.1800 nm处的这种荧光强度变化归结于Tm3+离子间的交叉驰豫效应(3H6,3H4→3F4,3F4)和自身的浓度猝灭效应.同时计算得到了浓度为0.90%的样品在1890 nm处的最大发射截面为0.392×10-20cm2.并且根据Judd-Ofelt理论所得寿命和测定的荧光寿命计算得到了3F4→3H6的最大量子效率约为120%.     

Quantum efficiency of S0 and P0,1 levels of Pr doped YF3

We present a detailed investigation of the quantum efficiency of the ¹S₀ and ³P_0,1 levels in Pr³⁺ doped YF₃ under VUV excitation. The quantum efficiency of the ³P_0,1 level was determined by the measurement and comparison of the photon fluxes of the ¹S₀ → ¹I₆ transition around 400 nm with the visible emissions occurring from the ³P_0,1 levels. It was found that already at concentrations as low as 0.01% the ³P_0,1 emission quantum efficiency is only about 61%. The quenching process is most probable caused by an energy transfer cross relaxation process involving the ³P_0,1 levels and the ³H₄ ground state. For concentrations of 0.1%, 0.5%, 1% and 10%, the quantum efficiency was determined to be about 42%, 29%, 17%, and 0.4%, respectively. The total quantum efficiency of the visible emission (380–750 nm) under excitation at 190 nm, determined by measurements of the total photon flux, has a maximum for a Pr³⁺ concentration of 1%. At this value, the absorption efficiency of the 4f5d absorption bands is very high and the ³P_0,1 quenching is only moderate.     

RbPb2Cl5的合成及光学性质

采用机械研磨的方法, 通过控制反应前驱体的摩尔比, 研究了不同球磨时间对形成RbPb₂Cl₅晶体的影响. X射线衍射结果表明, 经过1 h的研磨可制备纯相RbPb₂Cl₅晶体粉末, 其结构为通过边共享相连接的 [Pb-Cl₇]十面体, 归属于单斜晶系P2₁/c空间点群. RbPb₂Cl₅晶体在紫外区有明显的吸收, 其带边吸收值为 3.82 eV. 在光激发条件下, 该晶体显示激发波长依赖的540 nm黄绿光和635 nm橙光的双波长荧光. 变温光谱、 时间分辨光谱和发射峰强度与能量密度依赖的线性关系研究表明, 其发光机制应该归结于材料具有两种不同的自陷激子态, 从而产生了与激发波长相关的双通道发射.     

全无机卤化铅钙钛矿的结构、热力学稳定性和电子性质

有机-无机杂化卤化铅钙钛矿因具有独特的电子和光学特性,已经成为光电领域最有前途的材料。但是,有机-无机钙钛矿材料及器件稳定性差,限制了其实际应用。与杂化钙钛矿相比,全无机卤化物钙钛矿CsPbX₃(X=Cl,Br,I)显示出更强的热稳定性。全无机卤化物钙钛矿CsPbX₃具有多个晶型,在不同的温度下呈不同相结构。目前,关于CsPbX₃的结构和物理性质仍存在争议。本文我们针对三个晶相α-,β-和γ-CsPbX₃的结构,热力学稳定性和电子性质进行了全面的理论研究。第一性原理计算表明,从高温α相到低温β相,然后再到γ相的相变伴随着PbX₆八面体的畸变。零温形成能计算表明,γ相最稳定,这与实验中γ相为低温稳定相的结论一致。电子性质计算表明,所有CsPbX₃钙钛矿都表现出直接带隙性质,并且带隙值从α相到β相再到γ相逐渐增加。这是由于相变发生时,Pb-X成键强度逐渐减弱,使价带顶能量降低,进而带隙增加。在所有相中,α相结构中较强的Pb-X相互作用,导致了较强的带边色散,使其具有较小的载流子有效质量。