- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
乙醇可沉淀的二氧化硅钝化钙钛矿纳米晶体掺入聚苯乙烯微球中，用于长期储存和重复使用
摘要： 钙钛矿纳米晶体（PNCs）因其优异的光物理特性成为新兴发光材料。然而，其表面化学对有机极性溶剂、氧气和湿气的高度敏感性严重阻碍了实际应用发展。本研究通过原位水解(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷表面配体，制备出二氧化硅钝化PNCs（SP-PNCs）。所得SP-PNCs量子产率高达80%，且能被乙醇、丙酮等极性溶剂沉淀而不破坏表面化学结构或损失量子产率，相比传统溶剂蒸发技术，为PNCs的分离、纯化和相转移提供了更环保高效的方法。进一步开发溶胀-收缩包封工艺，将制得的SP-PNCs嵌入聚苯乙烯微球（PMs），显著提升了其长期储存的耐湿稳定性。此外，通过溶剂完全溶解PMs可回收再利用单分散的SP-PNCs，用于全溶液加工器件制备。该研究为钙钛矿纳米晶体的绿色合成、规模化生产及长期储存开辟了新途径，推动其走向实际应用。
关键词： 稳定性、钙钛矿纳米晶体、表面工程、封装、极性环境
更新于2025-09-23 15:23:52
-
卤化物钙钛矿纳米晶体的蓝色电致化学发光
摘要： 电致化学发光（ECL）因无需昂贵光学元件和光源即可通过电化学方式产生，已广泛应用于超灵敏电分析领域。该方法可获得具有合理量子产率和稳定性的可见光ECL发射。而蓝色ECL较为罕见，通常存在稳定性差和量子效率低的问题。本文首次报道了以三丙胺（TPrA）为共反应物时，有机金属卤化物钙钛矿纳米晶体（PNCs）CH3NH3PbCl1.08Br1.92在473 nm处产生的蓝色ECL发射，其ECL发射峰位置与光致发光峰位相似。除该蓝色发射峰外，CH3NH3PbCl1.08Br1.92 PNCs的ECL光谱在745 nm处还呈现宽泛的ECL峰，这可归因于合成过程中表面钝化不完全导致PNCs表面存在陷阱态。研究同时证实了CH3NH3PbX3（X：Cl、Br、I）PNCs的ECL发射存在卤素阴离子调控特性。通过405 nm激光激发同步获取荧光光谱，展示了单PNC的荧光显微图像及选定单PNCs的稳定性，其光致发光（PL）衰减过程表现为1.2 ns的PL寿命（τ）。此外还探讨了表面活性剂（油酸和正辛胺）对CH3NH3PbCl1.08Br1.92 PNCs荧光强度及稳定性的影响。
关键词： 表面活性剂、蓝光发射、电化学发光（ECL）、光致发光（PL）、钙钛矿纳米晶体（PNCs）、光致发光量子产率（PLQY）
更新于2025-09-23 15:23:52
-
用于阻挡紫外线和蓝光的铯铅卤化物钙钛矿纳米晶体
摘要： 直接暴露于紫外线（UV）与多种有害影响密切相关[1-3]，从皮肤损伤到由DNA损伤引发的癌症。近年来有研究表明蓝光同样危害人类[4,5]——例如在自然光强度范围内，蓝光即可导致人眼视网膜发生光化学损伤[6]。此外，蓝光会引发日光性视网膜炎，并可能参与年龄相关性黄斑变性。值得注意的是，电子设备显示屏产生的蓝光危害也需警惕[7]。因此，新型紫外及蓝光屏蔽材料的研发备受关注[8]。 过去数年，开发紫外屏蔽材料的重要性日益凸显。多种材料被用于预防紫外损伤：有机分子如阿伏苯宗或羟苯甲酮作为紫外吸收剂已应用多年，但其自降解特性限制了使用时效；氧化锌（ZnO）和二氧化钛（TiO2）等无机材料虽被广泛用作紫外屏蔽[9-12]，但基于这些材料的光催化剂特性与自降解问题仍阻碍其应用[13,14]；另有氧化石墨烯-聚乙烯醇复合膜和镧系配合物功能化纤维素纳米纸等报道[15,16]，但这些薄膜通过牺牲可见光透过率获得优异紫外过滤能力。因此，制备兼具良好光稳定性和高可见光透明度的紫外/蓝光阻隔材料仍是亟待解决的挑战。 近期卤化铅钙钛矿APbX3（A=CH3NH3+、(NH2)2CH+、Cs+；X=Cl?、Br?、I?）因在光伏领域的卓越性能成为焦点材料[17-22]。这类钙钛矿纳米晶具有可调带隙、陡峭光学吸收边、高量子效率及窄发射光谱等特性[23]，已被广泛研究用于发光二极管和激光器等光学器件[24-27]。通过阴离子交换后修饰，其吸收带隙可实现紫外至近红外波段调控[28,29]，且宽吸收范围使其在紫外/蓝光屏蔽领域极具潜力。尽管钙钛矿纳米晶的可调吸收边已获实现，但尚无关于开发具有可调吸收边的紫外/蓝光阻隔材料报道。 本研究旨在通过混合钙钛矿纳米晶与乙基纤维素（EC）开发简易的紫外/蓝光阻隔材料。以CsPb(Cl/Br)3钙钛矿纳米晶为客体、EC为基质材料，通过调节Br/Cl比例可精准控制阻隔波长范围。利用其陡峭吸收边，该材料在200-460nm范围具备优异阻光能力，同时对蓝光外可见光保持95%的高透过率。
关键词： 紫外线阻隔、铯铅卤化物纳米晶体、蓝光阻隔、可调吸附边、钙钛矿纳米晶体
更新于2025-09-23 15:23:52
-
聚四氟乙烯基微系统中钙钛矿纳米晶体的生长：在线与离线测量
摘要： 铯铅卤钙钛矿纳米晶是一种光电纳米材料，因其优异的光电性能和可调谐的光致发光特性，在多个领域具有潜在应用价值。本研究探究了反应温度、毛细管长度及流速对基于PTFE的微反应系统中钙钛矿纳米晶生长动力学的协同影响，以及所合成纳米晶在线与离线状态下的光致发光特性。在线测量发现：提高反应温度会使不同温度下合成的纳米晶PL发射峰波长增大，而流速增加则导致该波长减小。离线测量表明：在160°C反应温度、60厘米毛细管长度条件下，流速增大会普遍引起PL发射峰蓝移及钙钛矿纳米晶平均尺寸减小。温度升高会使钙钛矿纳米晶发射波长从560纳米红移至608纳米。相同合成条件下不同温度合成的纳米晶平均尺寸与温度的依赖关系符合阿伦尼乌斯方程，其活化能为8.54千焦/摩尔。研究观察到五种不同截面的合成钙钛矿纳米晶（包括菱形、六边形、矩形、正方形及四边形），其中三种截面为首次发现。
关键词： 微反应系统、形貌、生长动力学、反应参数、钙钛矿纳米晶体
更新于2025-09-23 15:23:52
-
通过低温合成法螯合二苯铵卤化物配体的CsPbBr3纳米晶体的形貌与光电性能研究
摘要： 本研究采用低温法合成全无机溴化铯铅CsPbBr3纳米晶（NCs）作为发光器件的活性层。为改善CsPbBr3 NCs的成膜性和光电性能，在油胺用量基础上按比例添加了0至0.15摩尔分数的表面配体溴化二苯铵（DPABr）。实验结果表明，引入0.1摩尔分数DPABr的CsPbBr3 NCs性能最佳。SEM和AFM结果显示，通过引入DPABr形成了表面粗糙度仅4.6 nm的光滑无针孔CsPbBr3 NCs薄膜。引入的溴离子可钝化CsPbBr3 NCs表面空位，使其光致发光量子产率（PLQY）从原始的38%提升至72%。此外，短链且富π电子的苯基有助于增强载流子向纳米晶核的注入，避免长烷基链的油酸和油胺阻碍载流子传输，从而提高了CsPbBr3 NCs的电导率?；?.1摩尔分数DPABr的优化器件最大亮度和电流效率较原始器件分别提升了2.3倍和3.3倍。
关键词： 钙钛矿纳米晶体、低温法、光致发光量子产率、表面钝化、二苯胺溴盐
更新于2025-09-23 15:21:01
-
高温下退火CsPbX<sub>3</sub>（X = Cl和Br）钙钛矿纳米晶体：相变及其抑制
摘要： 在高温反应条件下对钙钛矿纳米晶体进行退火处理会改变其晶相、形貌及光学特性。本研究考察了在180至250°C范围内进行反应时，热退火对反应瓶中CsPbCl3和CsPbBr3纳米晶体的影响。较高温度下可即时观察到相变现象，即便采用冰浴冷却也无法截获该过程。值得注意的是，通过使用计算量的预形成烷基铵卤化物作为双重钝化剂，CsPbCl3与CsPbBr3纳米晶体在250°C下经过数小时退火仍能保持稳定。据报道发光性能较弱的CsPbCl3纳米晶体（相较于CsPbBr3），在250°C下经5小时以上退火处理后仍能维持稳定性，并测得约51%的绝对量子产率。本信函详细研究了界面化学特性及所用双重钝化剂提供热稳定性的作用机制。
关键词： 热退火、量子产率、相变、双钝化剂、钙钛矿纳米晶体
更新于2025-09-23 15:21:01
-
单分散量子限域CsPbBr3钙钛矿纳米晶中的双激子俄歇复合遵循普适的体积标度规律
摘要： 俄歇复合一直是胶体量子点（QDs）在激光、发光二极管到生物标记等诸多潜在应用中的长期障碍。因此，理解俄歇复合的物理基础和标度律对这些应用至关重要。先前对各类量子点中双激子俄歇复合的研究确立了双激子寿命（τXX）与量子点体积（V）的普适标度关系：τXX = γV。然而，近期对钙钛矿纳米晶（NCs）——这一新兴的光捕获与发射应用材料——的测量显示其显著偏离该普适标度律，这可能是因为所测纳米晶具有弱限域特性且尺寸分布较宽。本研究采用基于热力学平衡控制的最新方法，合成了单分散（尺寸分布1.7%-9.0%）、量子限域（限域能量高达410 meV）的CsPbBr3 NCs，并探究其双激子俄歇复合行为。我们的测量清晰重现了限域CsPbBr3量子点中τXX的体积标度关系，但标度因子γ（0.085±0.001 ps/nm3）比CdSe和PbSe量子点报道值（1.00±0.05 ps/nm3）低一个数量级，表明钙钛矿纳米晶中存在增强俄歇复合速率的独特机制。
关键词： 双激子、俄歇复合、钙钛矿纳米晶体、超快光谱学、体积缩放
更新于2025-09-23 15:19:57
-
通过钙钛矿纳米晶体生长过程中极性依赖的荧光揭示表面配位阶段
摘要： 甲基铵铅碘钙钛矿（MAPbI3）纳米晶体（NCs）在多种发光应用中展现出优异的光物理特性。目前对其成核与生长过程的完整机理认知仍不清晰。本研究采用快速取样技术（通过注射器滤膜淬灭NC生长），在以前驱体溶剂化动力学为主导的NC合成过程中，测量了吸收光谱与荧光光谱。利用极性注射器滤膜分离反应混合物中包覆良好的NCs信号，从而实现对表面配位过程的谱学观测。结果表明：这些NCs的形成包含单阶段成核与生长过程，随后进入终态表面配位阶段。
关键词： 钙钛矿纳米晶体、生长、成核、荧光、吸光度、表面配位
更新于2025-09-23 15:19:57
-
掺镱CsPb(Cl1-xBrx)3钙钛矿纳米晶中的阴离子交换与量子切割能量阈值
摘要： 掺杂Yb3?的CsPbCl?胶体卤化物钙钛矿纳米晶体展现出高达200%的惊人敏化光致发光量子产率（PLQY），这归因于皮秒级量子裁剪过程——纳米晶体吸收一个光子可产生两个由Yb3?掺杂剂发射的光子。该量子裁剪过程被认为涉及纳米晶体内部体积中的电中性缺陷团簇。我们证明Yb3?掺杂的CsPbCl?纳米晶体可在合成后转化为Yb3?掺杂的CsPb(Cl???Br?)?纳米晶体而不损失高PLQY特性。通过将纳米晶能隙从CsPbCl?的Eg~3.06 eV（405 nm）连续调节至CsPb(Cl?.??Br?.??)?的Eg~2.53 eV（约490 nm），其PLQY始终保持在100%以上。进一步降低Eg会导致PLQY急剧下降，这被解释为反映了量子裁剪存在约两倍于Yb3? 2F?/?→2F?/?吸收阈值能量的能量阈值。这些数据表明Yb3?掺杂的CsPb(Cl???Br?)?纳米晶体可实现极高的量子裁剪能量效率，为规避传统太阳能技术中的热化损失提供了可能。研究发现阴离子交换过程中水的存在会损害Yb3?的PLQY，但不影响纳米晶体形貌，甚至不会降低类似未掺杂CsPb(Cl???Br?)?纳米晶体的激子PLQY。这些结果为开发应用于光谱转换太阳能技术的独特材料提供了重要信息。
关键词： 镱掺杂、量子剪裁、阴离子交换、钙钛矿纳米晶体
更新于2025-09-22 11:41:14
-
宽带超快非线性光学研究揭示了相纯零维Cs?PbBr?钙钛矿薄膜中令人兴奋的多光子吸收系数
摘要： 除卓越的光电应用外，卤化铅钙钛矿纳米晶（NCs）近期还展现出优异的非线性光学（NLO）特性，包括强双光子吸收截面（约10? GM）、双光子荧光及极高峰值强度下的饱和吸收。零维钙钛矿相关材料（0-D PRMs）作为新型材料体系，具有高激子结合能（Eg ≥ 180 meV），部分案例还呈现强光致发光（PL）量子产率。本文通过飞秒量级的Z扫描与简并四波混频技术，报道了相纯Cs?PbBr? 0-D PRM的宽带三阶NLO特性。针对该材料荧光与非荧光形态共存的特点，我们对其开展了系统研究。这些钙钛矿NCs在近红外区表现出强多光子吸收特性：500-800 nm范围存在双光子吸收（2PA，截面σ?=10??3–10??? cm?·s，相当于约10? GM）、900-1200 nm范围存在三光子吸收（3PA，截面σ?～10??3 cm?·s2）、1300-1500 nm范围存在四光子吸收（4PA，截面σ?～10?1?? cm?·s3）。通过简易能带图阐释了这些多光子吸收过程。相较于早期钙钛矿NCs研究，本材料测得的NLO系数与截面值相当可观。Cs?PbBr? 0-D PRM还展现出大三阶NLO极化率χ(?)（约10?? esu），这源于空间隔离的含激子[PbBr?]??八面体产生的强量子限域效应。这些结果明确揭示了0D-PRMs在光子学和超快全光开关器件等领域的应用潜力。
关键词： Z扫描、钙钛矿纳米晶体、超快光学、简并四波混频、多光子吸收、非线性光学特性
更新于2025-09-22 13:10:50