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上转换/卤素钙钛矿复合粒子簇的大面积纳米印刷

日期: 2022-12-01
浏览次数: 5

来源:x-mol


上转换纳米颗粒(UCNP)具有化学稳定性高、荧光寿命长等优点,在生物成像、信息存储等方面有巨大的应用潜力,但因稀土能级固有且离散,发射波长有限其实际应用受到了较大限制。因此,可以将上转换颗粒与发光量子点(QD)进行集成,如UCNP@QD核壳结构,拓展其发射波长。然而,两种材料固有的晶格失配和纳米颗粒本身的热力学不稳定性使得UCNP与QD的集成难以控制。另外,对这些复合材料分散液或薄膜的光学性质表征往往反映的是所有材料的平均性质,很难得到单个结构的精确信息。

为解决上述问题,南京大学现代工程与应用科学学院鲁振达(点击查看介绍)课题组依靠基于静电辅助的纳米印刷术,开发了一种可靠且高效的制备UCNP/ CsPbBr3 QD复合粒子簇阵列的方法,透射电镜表征显示单个粒子簇尺寸大约为120 × 180 nm2。通过搭建的微区光谱测试装置和点阵的精确定位,可以实现高通量检测单个粒子簇的光学性质,在纳米尺度研究能量转移。以图1中的单个粒子簇为例,组装CsPbBr3 QD后,UCNP的本征发射峰(460 nm和485 nm)强度显著下降,并出现新的发射峰(~518 nm),与CsPbBr3 QD发射峰吻合,通过前后峰面积的对比,可以得到单个粒子簇中的能量转移效率。

除此以外,将复合粒子簇的组分拓展至其他纳米颗粒,利用纳米印刷术无需模板、可以任意图案化的优势,组装成具有双激发双发射模式的复杂图案:南京大学地标建筑——北大楼。

该方法提供了在纳米精度构筑复合纳米粒子簇阵列的途径,基于此可以实现高通量表征单个粒子簇的结构和光学特性,实现单粒子簇水平的构效关系研究。并且,印刷的复杂图案具有双激发双发射模式,在纳米防伪、多色显示和光子器件等方面有巨大的潜力。

南京大学现代工学院博士研究生张雨宸为该文第一作者,鲁振达教授为论文通讯作者。该工作受到自然科学基金(22075128),江苏省优秀青年基金(BK20200062),博士后科学基金(No. BX2021124,2021M701659),以及南京大学生命分析化学国家重点实验室,江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室的支持。相关成果近期发表于Adv. Opt. Mater.。



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