上海大学孙丽宁AOM：高量子产率和高水稳定性的异质结构稀土钙钛矿纳米粒子用于光学信息存储研究
日期：
2025-02-11
浏览次数:
316
铅钙钛矿因其卓越的发光性能而受到广泛关注，有结构简单、发光量子产率高等优势，且温和的反应条件和简短的合成流程使其成为光电器件研究的热点之一；同时，掺杂后可实现发射的可调谐性。然而，铅基材料的毒性和低稳定性对其发展构成了极大限制。无铅钙钛矿和金属卤化物纳米颗粒的出现为解决以上铅钙钛矿的问题提供了新的途径。例如，Cs₂AgInCl₆、CsEuCl₃等无铅钙钛矿，通过引入稀土离子，拓展了发光应用范围，从可见光延伸至近红外光区，三价稀土离子的多样性发射进一步增加了材料的潜在应用。然而，这也带来了一系列挑战，如发光量子产率较低、颜色纯度不足，以及水的稳定性问题尚未得到解决。尽管稀土钙钛矿因表面致密配体的保护而表现出相对较好的稳定性，结构不易在水中塌陷，但这一措施并未从根本上解决稳定性问题。因此探索提升钙钛矿材料性能的方法和策略有重要的科学意义和应用价值。近期，上海大学孙丽宁教授科研团队提出了一种创新性的异质结构合成策略，能够显著增强稀土双钙钛矿材料的水稳定性、量子产率及色纯度。该策略采用改良的热注射法，避免了在高温合成过程中钙钛矿的崩解，通过低声子能量和高稳定性的NaLnF4对双钙钛矿表面进行钝化。此外，该研究系统地研究并利用了材料在合成过程中的离子迁移现象，结果表明，双钙钛矿卤化物异质结构纳米颗粒的量子产率最高可提升至纯钙钛矿的7倍；同时，材料合成中常见的离子迁移现象得到了有效利用，以促进self-trapped excitons (STE)向镧系元素稀土发射中心的能量转移；在去除表面配体后，分散于水中的纳米颗粒不仅维持了发光特性，还展现出了更高的色纯度，并成功应用于光学信息存储领域的研究。研究团队采用改进的热注射技术，成功地在稀土双钙钛矿表面实现了NaLnF4的包覆，进而构筑了异质结构的纳米颗粒，显著提升了其在水中的稳定性；通过表面钝化处理，异质结构纳米粒子的发光量子产率得以提升至纯Cs2NaEuCl6的7倍，而形成异质纳米粒子后Cs2NaEuCl6的发光量子产率则提高至原来的3倍，显示出在增强稀土双钙钛矿发光性能方面的广泛适用性。此外，通常被视为不利现象的离子迁移，在本研究的材料合成中得到了有效利用，其中Tb3+的引入进一步显著提升了Cs2NaEuCl6的色纯度。并且，通过恰当的稀土离子掺杂与核壳包覆策略，所制备的异质结构纳米颗粒能够同时展现出上转换和下转移发光特性，从而丰富了其发光性能。因此，这些纳米颗粒不仅可用于制成油墨以印刷各类图案，还可通过精心设计实现多维度的防伪与加密功能，展现了其广泛的应用前景。
Hot News
/
相关推荐
2026
-
06
-
04
点击次数:
16
来源：X-MOL直接甲醇燃料电池（DMFC）技术的持续发展对高性能、高耐久性贵金属基电催化剂的研发提出了日益严苛的要求。本文通过溶剂热共组装策略，合理设计并合成了由二氧化铈纳米棒与石墨烯构成的三维（3D）交联纳米结构复合催化剂（CeO2 NRs-G）。超细铂纳米颗粒被均匀锚定于该分级多孔骨架上，形成Pt/CeO2 NRs-G催化剂。该3D纳米结构兼具石墨烯的高导电性与多孔网络结构，可有效促进物质与...
2026
-
06
-
03
点击次数:
38
来源：X-MOL相较于其他铜掺杂纳米氧化铈材料，于近室温条件下制备的8% Cu–纳米氧化铈在水煤气变换（WGS）反应中展现出优异的催化性能，但其原因十年来一直不甚明确［Si, R. 等，Catal. Today 2012, 180(1), 68–80.］。为探究该现象，我们对采用相同共沉淀法制备的、含铜量为0–16%的纳米氧化铈晶粒进行了电导率测试，并结合对分布函数（PDF）分析获得的结构信息开展...
2026
-
06
-
03
点击次数:
39
来源：X-MOL绿色光催化氧化材料作为环境和化学工程可持续发展的环保策略，吸引了广泛的研究关注。在这项工作中，在温和条件下，以溶温合成了一种新型二维铈基金属有机框架（Ce-MnTCPP）。该框架由锰卟啉配体 MnTCPP 构建，这是一种锰卟啉配体，由 Mn 2+ 离子与四氢喧啶卟啉（TCPP）及铀离子配位形成，已被证明是选择性氧化四氢喹啉的高效光催化剂。在 395 纳米 LED 照射下，其催化性能...
2026
-
06
-
02
点击次数:
59
来源：X-MOL为寻找高效的二氧化碳还原光催化剂，稀土元素掺杂因其独特的电子结构和能级而受到广泛关注，可显著增强光吸收能力和电荷转移效率。本研究采用表面活性剂辅助水热法合成了二维超薄铒（Er）掺杂BiOCl纳米片。Er掺杂不仅抑制了光生载流子的复合，还进一步增强了BiOCl纳米片的光催化记忆效应。Er掺杂与前期可见光辐照诱导的光催化记忆效应之间的协同作用，大幅调控了BiOCl纳米片内部的电子态。实...