Повышение световых характеристик неорганического перовскита CsPbBr3 путем легирования FA+ и его применение в белых светодиодах

LIU Yuxin ,  

BIAN Ang ,  

摘要

Полупроводниковые материалы на основе перовскита широко признаны обладающими огромным потенциалом для применения в новых поколениях светодиодных дисплеев и фотогальванических устройств благодаря их превосходным фотоэлектрическим характеристикам, регулируемой ширине запрещенной зоны, простоте изготовления и низкой стоимости. Неорганические квантовые точки перовскита, такие как CsPbBr3, благодаря их уникальным светящимся свойствам, стали фокусом исследований в области люминесценции перовскита. Однако их световые показатели и экологическая стабильность остаются ограниченными. В данной работе с использованием стратегии легирования органическими катионами в сочетании с установившейся и временной спектроскопией систематически изучено улучшение оптических свойств и стабильности неорганического перовскита CsPbBr3 с легированием формамидного иона (FA+). Результаты показывают, что легирование FA+ значительно усиливает свечение CsPbBr3, причем максимальная интенсивность фотолюминесценции достигается при 20% содержании FA+, в 2.8 раза выше, чем у нелегированного образца. Анализ температуры люминесценции показал, что энергия связи экситона в Cs0.8FA0.2PbBr3 составляет 47.1 меВ. Легирование FA+ снижает энергию продольного оптического фонона CsPbBr3, что способствует уменьшению скорости безызлучательных переходов и повышению квантовой эффективности люминесценции. Временная спектроскопия показала, что после легирования FA+ в CsPbBr3 замедляется релаксация внутри полосы горячих экситонов и безызлучательная рекомбинация, что увеличивает среднее время жизни люминесценции с 13.68 нс до 19.56 нс, а время жизни экситонов продлевается с 774.1 пс до 1319.2 пс. ЛЕД на основе вышеперечисленных квантовых точек Cs0.8FA0.2PbBr3 демонстрирует стабильное и идеальное белое свечение с цветовыми координатами (0.3784, 0.3163). Результаты подтверждают осуществимость регулировки оптических свойств квантовых точек CsPbBr3 легированием формамидным ионом, что даёт направления для разработки и применения белых светодиодов.

关键词

органо-неорганический гибридный перовскит;легирование формамидным ионом;флуоресцентная спектроскопия;временная спектроскопия;белый LED

阅读全文