Adv. Mater. ：高效稳定的硅涂层无机钙钛矿量子点白光LEDs

【引言】

白光LED具有低能耗、长寿命、响应快等优点，在照明和显示领域有着非常广泛地运用。目前获得白光LED的方法有很多，其中最为普遍一种方法是钇铝石榴石（YAG）荧光粉与蓝色LED的结合，产生白光LED。然而，由蓝光和黄光形成的白光无法完全覆盖整个颜色区域。量子点(QD)出现了一类新的发光材料,最典型的是镉的硫族化合物纳米晶半导体，它们具有高的稳定性、窄的光谱带宽以及高光致发光量子产率。然而镉的硫族化合物量子点面临的一些问题阻碍了其实际的运用，例如，为了提高稳定性和量子产率，要求有高的反应温度和精致的表面钝化。

研究界新发展了一种全无机的钙钛矿量子点CsPbX3(X = Cl, Br, I)，这种材料具有窄的尺寸分布、窄的发射线宽度、高光量子产率而不需要表明钝化。更重要的是，与镉的硫族化合物量子点相比，它可以以更低的温度和更简便的制备过程合成。尽管钙钛矿量子点具有高亮度等优点，但是稳定性差和不同卤化物量子点间的离子交换反应等问题也阻碍了其进一步的实际运用。

【成果简介】

在本篇文章中，吉林大学的张宇教授（通讯作者）团队采用（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷(APTES)同时作为无机钙钛矿量子点的稳定剂和硅的前驱体。通过特殊的过程设计，制备出了高光量子产率量子点/硅混合物，更重要的是这一混合物在空气中表现出极好的稳定性，而且也没有观测到不同钙钛矿量子点的离子交换，这些都是非常有利于制造白光LED器件的。

【图文导读】

图1、制备过程及XRD、FTIR表征

a） 量子点/硅混合物合成过程示意图。

b、c）分别为XRD和FTIR表征。b图的底部是立方相的标准XRD花样。

图2、TEM表征及能谱分析

（a）、（b）分别是溶液中红色和绿色量子点的TEM图像。

（c）、（d）分别是红色和绿色的量子点/硅粉末TEM图像。图中白色箭头指示的是硅基体，黑色箭头指示 的是量子点在硅基体中的分布区域。

（e）、（f）分别是红色的CsPb(Br/I)3和绿色的CsPbBr3量子点/硅混合物的能谱图。

图3、光学性质表征与稳定性研究

a） 溶液中新制的绿色和红色量子点的吸收光谱（虚线）和荧光光谱（实线）。

b） 绿色和红色量子点/硅混合物的吸收光谱（虚线）和荧光光谱（实线）。

c） 绿色和红色量子点/硅混合物的光致光量子产率的稳定性。

d） 在紫外线照射下，溶液中新制的绿色和红色量子点的图片。

e） 在紫外线照射下，绿色和红色量子点/硅混合物的图片。

f） 在紫外线照射下，红色量子点/硅粉末和由油酸及油胺包覆的量子点（OLA-QD）薄膜的图片。这些图片是一天放一次。

图4、白光LED器件性能表征

a） 白光LED的荧光光谱（插图：器件在20mA下工作的图片）。

b） 与NTSC TV标准（黑色虚线）和白光LED的CIE颜色坐标相比，蓝光LED、绿光和红光量子点/硅（红色虚线）的颜色三角。

c） 白光LED的能量效率。

d） 在不同的工作时间下测得的白光LED荧光光谱。

文献链接：Efficient and Stable White LEDs with Silica-Coated Inorganic Perovskite Quantum Dots (Adv. Mater.，2016，DOI: 10.1002/adma.201603081)

本文由材料人编辑部电子电工学术组lyh_wv供稿，材料牛编辑整理。

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