表面工程获得红灯

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一种化学稳定纳米光学晶体的方法,而不降低其电性能,已由Kaistas的科学家开发。

图像说明:用IDA分子钝化钙钛矿纳米晶的表面提高了它们的稳定性和光学和电学性质,使它们对光电子器件有用。

卤化物钙钛矿是一种令人兴奋的光电子和光伏材料。这些材料有效地吸收可见光,具有长的电荷载流子扩散长度,并且易于制造和廉价。光学器件的性能也可以通过结合纳米级粒子来改善,这些纳米颗粒具有比它们衍生的散装材料优越的发光和吸收性能。因此,科学家们热衷于将这两种方法结合起来并不奇怪。挑战在于微钙钛矿颗粒不总是化学稳定的,并且它们的原子晶体结构难以控制。

附着分子,称为配体,可以稳定纳米晶体。但是这种所谓的钝化可以在粒子周围形成电绝缘外壳,从而抑制其在电子器件中的有效性。

现在,Osman Bakr的小组和来自KaSuth&ShanaiTek大学的同事们已经创建了由由2,2′-亚氨基二甲酸(IDA)配体钝化的铯碘化铅制成的卤化物钙钛矿纳米晶体。他们表明,这提供了必要的化学稳定性,同时仍然有用的光电子。钝化很简单:在纳米晶体溶液中加入IDA粉末,然后用离心机除去多余的杂质。

研究小组选择了IDA,因为它是双齿配体,这意味着它在两个位点与纳米晶体结合。“在这些应用中使用的常规配体,如油酸,在钙钛矿纳米晶体的表面上是动态的,并且容易散去,”该论文的第一作者Jun Pan说。这就是为什么我们采用双羧酸基团在表面上强结合,这也在室温下稳定钙钛矿晶体相。

潘和他的团队比较了钝化和未钝化样品的光学性质,观察到该处理提高了光致发光量子产率,这是测量从80%吸收到超过95%的每一个光子发射多少光子的量度。五天以后,未钝化纳米晶体发出的光强度显著下降,IDA处理的样品在15天后仍以90%的初始水平发光。

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用IDA分子钝化钙钛矿纳米晶的表面提高了它们的稳定性和光学和电学性质,使它们对光电子器件有用。

研究小组证明,它们稳定的卤化物钙钛矿纳米晶适合于光电应用,通过使用它们来制造发光二极管。红光产生装置在最大亮度和发光效率方面再次优于未钝化的控制装置。

潘说:“下一步是实现更稳定的钙钛矿结构,并在钙钛矿纳米晶体的基础上创造出性能在10%以上的LED。”

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