Regulação por ligantes duplos de cadeia curta para melhorar o desempenho dos pontos quânticos MAPbBr3 e aplicações em displays LED de ampla gama de cores

LI Gongming ,  

CAI Junhu ,  

LAI Wenzong ,  

CHEN Xiaogang ,  

ZHA Nan ,  

YE Yun ,  

XU Sheng ,  

GUO Tailiang ,  

CHEN Enguo ,  

摘要

Pontos quânticos (Quantum dots), graças à sua capacidade de ajuste de tamanho, excelente eficiência quântica de fotoluminescência (PLQY) e ampla absorção espectral, exibem desempenho óptico notável, tornando-os a escolha ideal como material para a camada de conversão de cor de LEDs em displays full color com ampla gama cromática. Especialmente os pontos quânticos de perovskita MAPbBr3 (PQDs) não apenas possuem um processo de fabricação simples, mas também exibem excelentes propriedades optoeletrônicas, sendo considerados materiais com alto potencial comercial. No entanto, os ligantes na superfície dos MAPbBr3 PQDs se desprendem facilmente após a síntese, levando ao aumento da densidade de estados de defeitos superficiais, o que resulta em baixa estabilidade contra fatores ambientais como água e oxigênio, e consequente redução da PLQY. Este estudo propõe uma estratégia eficiente de síntese em uma etapa para MAPbBr3 PQDs: através da técnica de re-deposição assistida por ligantes (LARP) e inovadamente substituindo os ligantes tradicionais de ácido oleico (OA) por ligantes de ácido 2-hexildecanoico (DA), sintetizando com sucesso MAPbBr3 PQDs com excelente estabilidade e alta PLQY em temperatura ambiente. Em comparação com ligantes OA de cadeia longa simples, os ligantes DA de dupla cadeia curta formam ligações coordenadas mais fortes com os MAPbBr3 PQDs. A forte interação entre ligantes e PQDs ajuda a passivar completamente os defeitos da rede, reduzindo processos não radiativos e melhorando a estabilidade ambiental do material. Assim, os MAPbBr3 PQDs modificados com DA apresentam PLQY de até 87,8% e maior estabilidade em ambientes aquosos e oxigenados. Em temperatura ambiente, o pico PL dos MAPbBr3 PQDs modificados com ligantes DA mantém 68,3% do valor original após duas semanas, enquanto os PQDs modificados com OA apresentam quase extinção completa de fluorescência. Posteriormente, os MAPbBr3 PQDs de emissão verde modificados com DA, os PQDs vermelhos CsPbBrI2 e os PQDs azuis CsPbCl1.5Br1.5 foram recobertos e curados em ambiente de poliestireno (PS), substituindo os fósforos tradicionais na camada de conversão de cor dos dispositivos de exibição LED, alcançando uma gama de cores de 137,09% do padrão NTSC.

关键词

MAPbBr3 PQDs;ligante DA;estabilidade;ampla gama;LED

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