Contrôle par ligands à chaîne courte double pour améliorer les performances des points quantiques MAPbBr3 et applications en affichage LED à large gamut
Les points quantiques (Quantum dots), grâce à leur taille réglable, leur rendement quantique de photoluminescence (PLQY) exceptionnel et leur large absorption spectrale, démontrent des performances optiques remarquables, en faisant un choix idéal pour les couches de conversion de couleur LED dans les écrans à large gamut chromatique en couleurs complètes. En particulier, les points quantiques pérovskites MAPbBr3 (PQDs) possèdent une méthode de synthèse simple et des performances optoélectroniques excellentes, ce qui en fait un matériau à fort potentiel commercial. Cependant, après synthèse, les ligands à la surface des MAPbBr3 PQDs se détachent facilement, ce qui entraîne une augmentation de la densité des défauts de surface, réduisant leur stabilité face à l’eau et à l’oxygène, conduisant finalement à une diminution supplémentaire du PLQY. Cette étude propose une stratégie efficace de synthèse en une seule étape des MAPbBr3 PQDs : via la technique de redéposition assistée par ligands (LARP), en innovant par le remplacement du ligand traditionnel d’acide oléique (OA) par de l’acide 2-héxyldécanoïque (DA), obtenant avec succès des MAPbBr3 PQDs présentant une excellente stabilité et un PLQY élevé à température ambiante. Comparé au ligand OA à longue chaîne carbonée simple, le ligand DA à deux chaînes courtes peut établir des liaisons de coordination plus fortes avec les MAPbBr3 PQDs. L’interaction forte entre le ligand et les PQDs aide à passiver complètement les défauts du réseau, réduisant ainsi les processus non radiatifs et améliorant la stabilité environnementale du matériau. Par conséquent, les MAPbBr3 PQDs modifiés par le ligand DA montrent un PLQY allant jusqu’à 87,8 % et une stabilité accrue en milieu aqueux et oxygéné. À température ambiante, le pic PL des MAPbBr3 PQDs modifiés par DA reste à 68,3 % après deux semaines de stockage, tandis que les PQDs modifiés par OA présentent une extinction quasi complète de la fluorescence. Par la suite, les PQDs MAPbBr3 à émission verte modifiés par DA, les PQDs CsPbBrI2 à émission rouge et les PQDs CsPbCl1.5Br1.5 à émission bleue ont été encapsulés dans un environnement polystyrène (PS) pour former des films, remplaçant ainsi les phosphores traditionnels dans la couche de conversion de couleur des dispositifs LED, avec une gamme de couleurs atteignant 137,09 % de la norme NTSC.