稀土离子掺杂钙钛矿在近红外区域的高效

日期： 2023-04-21

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来源：x-mol

铅基钙钛矿由于能带限制，其最大发光波长被局限在大约850 nm以下。尽管通过锡铅混合能将发光波长延伸到1000 nm左右，但其发光效率仍然较低。目前钙钛矿发光二极管（LED）在850 nm以上的近红外区域还难以获得较高的外量子效率（EQE），这极大的限制了钙钛矿材料在生物、红外成像等方面的潜在应用。近日，苏州大学的廖良生（点击查看介绍）课题组、沙特阿卜杜拉国王科技大学的Osman Bakr（点击查看介绍）课题组和浙江大学的狄大卫（点击查看介绍）课题组合作展示了一种高效的近红外LED，通过将镱离子掺杂到钙钛矿纳米晶体的基质中（Yb3+:PeNCs），将电致荧光波长延长到接近1000 nm。这一突破得益于钙钛矿基质对Yb3+离子的直接敏化，从钙钛矿基质到Yb3+离子的载流子快速迁移以及高效的量子剪裁过程使得Yb3+:PeNCs的荧光量子效率（PLQY）可高达126%。进一步通过卤素成分调节和表面钝化策略改善PLQY和电荷传输平衡之后，制备的LED器件在中心波长990 nm处实现了7.7% 的峰值EQE，这代表了发光波长超过850 nm的钙钛矿LED中的最高效率。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是苏州大学的俞燕君、浙江大学的邹晨研究员和苏州大学的沈万姗博士。通讯作者是浙江大学的邹晨研究员和狄大卫教授、沙特阿卜杜拉国王科技大学的Osman Bakr 教授以及苏州大学的廖良生教授。

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