重慶大學臧志剛教授課題組?Laser & Photonics Reviews：室溫法合成的高穩定CsPbBr3@ZrO2納米晶及可見光通信

創新點：

重慶大學臧志剛課題組在室溫下采用寬帶隙的ZrO₂包覆CsPbBr₃納米晶形成Type I型異質結，該結構不僅有效地把電子空穴限制在納米晶中，還能有效地隔絕外部環境，從而顯著提高了納米晶的量子產率、熱穩定性和水穩定性。此外，基于這類包覆的納米晶WLEDs用于可見光通信，表現出典型的低通頻率響應，具有2.7 MHz的-3 dB帶寬。

關鍵詞：CsPbBr₃納米晶，穩定性，Type I型異質結，白色發光二極管，可見光通信

分類：光子；能源；表明與界面；納米

配圖：?

圖1 (a) CsPbBr₃@ZrO₂納米晶合成示意圖，(b) 基于CsPbBr₃@ZrO₂納米晶的WLEDs的EL光譜圖（插圖顯示有驅動電壓的器件的照片），(c) 可見光通信系統示意圖，(d) 電-光-電（EOE）頻率響應圖，(e) 信噪比（SNR）圖，(f) 比特加載（Bit loading）圖

近年來，無機鈣鈦礦CsPbX₃（X = Cl，Br和I）納米晶由于其較高的熒光量子產率（PLQY）、半高寬窄、光譜可調等優點受到廣泛關注。通過熱注入方法合成的CsPbBr₃納米晶PLQY很容易超過90%，但是，熱注入法具有復雜的合成工藝（如高溫，保護氣），另外，CsPbBr₃納米晶的穩定性較差也妨礙了其實際應用。

重慶大學臧志剛教授課題組針對這一問題通過簡便的方法在室溫下制備了ZrO₂包覆的CsPbBr₃納米晶相關結果發表在Laser & Photonics Reviews上。

CsPbBr₃納米晶與ZrO₂形成Type I?結構，電子和空穴被限制在CsPbBr₃納米晶中，輻射復合因此增強。?結果顯示PLQY也得到增加，從37%提升至80%。由于ZrO₂的包覆，熱穩定性和水穩定性也得到提升，CsPbBr₃@ZrO₂納米晶在?60 ℃加熱90 min后能夠保持在原來的熒光強度的81%，而純的CsPbBr₃納米晶只有原來強度的34%。此外，CsPbBr₃@ZrO₂納米晶在加入一定量的水70 min后能夠保持在原來的熒光強度的70%，而純的CsPbBr₃納米晶發光已經淬滅。

同時，將CsPbBr₃@ZrO₂納米晶與紅色熒光粉在藍光LED芯片上制備了WLEDs。所制備的WLEDs流明效率為64.0 lm W^-1_，色坐標在（0.351，0.346），相關色溫（CCT）為4743 K。將這種WLEDs作為光源應用于可見光通信（VLC），-3 dB帶寬約為2.7 MHz。經過OFDM調制，顯示出高傳輸速率33.5 Mbps。該研究工作為實現高效率WLEDs和高可見光通信傳輸速率提供了一種新思路。

論文信息：

Room Temperature Synthesis of Stable Zirconia-Coated CsPbBr₃ Nanocrystals for White Light-Emitting Diodes and Visible Light Communication

Qionghua Mo, Chen Chen, Wensi Cai, Shuangyi Zhao, Dongdong Yan, and Zhigang Zang*

Laser & Photonics Reviews

DOI: 10.1002/lpor.202100278

原文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202100278