研究背景
钙钛矿纳米晶由于其优异的光电性能而被广泛研究应用于发光二极管（LED）器件，经过近几年的快速发展，目前钙钛矿纳米晶 LED 器件效率已经突破 20%，极有希望应用于下一代超高清柔性显示。钙钛矿纳米晶的发射半峰宽窄，而且光谱能够通过改变卤素组成进行调节，这也有助于精准实现 Rec.2020 显示标准。
然而，混合卤素钙钛矿纳米晶在电场作用下容易发生离子迁移，进而严重影响 LED 器件的光谱稳定性且大幅度降低器件操作寿命。对比来看，单卤素钙钛矿纳米晶 LED 器件表现出明显提高的光谱和操作稳定性。
该成果以题为“Recent progress of single-halide perovskite nanocrystals for advanced displays”发表在英国皇家化学会出版的纳米科学技术领域权威期刊 Nanoscale 上。该论文的第一作者为姚纪松博士，宋继中教授为通讯作者。
研究概述
文章导读
本综述主要包含五部分内容：
01
超高清显示的关键指标
根据 Rec.2020 国际标准对显示色调的精准要求，钙钛矿纳米晶除了需要满足窄的发射半峰宽之外，红光、绿光和蓝光分别需要对应的发射波长是 630 nm、532 nm 和467 nm，而 CIE 1931 色空间中的坐标分别对应（0.170, 0.797）、（0.708, 0.292）和（0.131, 0.046）。
▲ | 图 1. Rec.2020对应的CIE坐标和光谱。 |
02
▲ | 图 2. 钙钛矿纳米晶LED的进展。 |
03
▲ | 图 3. 混合钙钛矿纳米晶LED的离子迁移现象。 |
04
单卤素钙钛矿纳米晶实现 Rec.2020 显示标准
目前，研究主要通过离子掺杂和维度调控来实现单卤素钙钛矿纳米晶的光谱调节。例如，利用大尺寸的有机阳离子取代 CsPbBr3 纳米晶的无机离子来实现 CsPbBr3 纳米发射光谱红移；基于量子限域效应减小钙钛矿纳米晶的尺寸能够实现光谱的蓝移，以此来实现纯红光或纯蓝光发射。
▲ | 图 4. 维度和离子掺杂调控单卤素钙钛矿纳米晶的光谱。 |
05
前景与展望
基于单卤素钙钛矿纳米晶实现先进显示应用具有重大意义。然而，目前报道的钙钛矿纳米晶及 LED 器件仍然存在诸多问题，例如：纳米晶长链有机配体导电性差且不稳定，钙钛矿 LED 器件操作寿命短，蓝光 LED 器件效率低等。因此，通过合理设计多配位的短链配体，纳米晶核壳结构以及器件界面优化，进一步提升单卤素钙钛矿纳米晶 LED 器件效率和稳定性。这也将促进钙钛矿纳米晶在先进显示领域的发展。
▲ | 图 5. 单卤素钙钛矿纳米晶实现高效稳定LED的挑战与前景。 |
论文信息
Recent progress of single-halide perovskite nanocrystals for advanced displays JisongYao*(郑州大学姚纪松), Leimeng Xu, Shalong Wang, Zhi Yang and Jizhong Song*(郑州大学宋继中) Nanoscale, 2022, 14, 13990-14007
https://doi.org/10.1039/D2NR03872B
作者简介
郑州大学
郑州大学
相关期刊
rsc.li/nanoscale
Nanoscale
| 2-年影响因子* | 8.307分 |
| 5-年影响因子* | 7.891分 |
| 最高 JCR 分区* | Q1 物理-应用 |
| CiteScore 分† | 13.4分 |
| 中位一审周期‡ | 35 天 |
Nanoscale 发表有关纳米科学和纳米技术的高质量研究报道，包括各种跨学科的实验研究和理论研究，涉及的研究主题有纳米结构和纳米材料的合成、功能纳米材料和生物组装体的表征、纳米材料的性质、自组装和分子组织、复杂的杂化纳米结构、纳米复合材料、纳米颗粒、纳米晶体、纳米团簇、纳米管、纳米线、纳米催化、纳米理论建模、纳米电子学和分子电子学、纳米光子学、纳米芯片、纳米传感器、纳米流体和纳米加工、碳基纳米材料和装置、纳米仿生材料、纳米生物技术／生物纳米材料、纳米医学、纳米技术的监管方法和风险评估等等，对物理、化学、生物学、医学、材料、能源／环境、信息技术、检测科学、医疗保健和药物研发、电子工程等领域的科研人员具有广泛的吸引力。该刊由英国皇家化学会同中国国家纳米科学中心共同出版。
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