1 宿迁学院 材料工程系，宿迁 223800
2 南京理工大学 材料科学与工程学院，南京 210094
为克服在大批量合成无机钙钛矿量子点（CsPbBr3）时出现的材料光学性能下降的问题，提出了一种改进的室温溶液工艺，通过加入HBr促进前驱体的分散溶解，同时引入路易斯酸配体部分取代油胺，实现量子点表面的缺陷态有效钝化，合成出高质量的CsPbBr3量子点材料。实验测试结果表明，合成出的CsPbBr3量子点荧光发射峰位于517 nm处，发射峰半高宽仅有17 nm，荧光量子效率高达95%。利用制备出的绿光CsPbBr3量子点和商用红色荧光粉混合，和以GaN为基底的蓝光芯片组装成一个白光LED器件，该器件在20 mA的工作电流下获得流明效率达48.35 lm/W的白光。这种高效白光LED展示出无机钙钛矿量子点在通用照明、背光显示和光通信等领域中具有很大的应用潜力。
钙钛矿量子点 室温溶液法 批量合成 白光LED Perovskite quantum dots Solution-process at room temperature Mass synthesis WLED 光子学报
2023, 52(11): 1116002
北京工业大学材料与制造学部 激光工程研究院，北京 100124
利用稀土离子掺杂材料、有机染料以及量子点等荧光材料实现荧光温度传感在航空航天、生物医疗、食品储存等领域具有重要意义。其中，无机卤化物钙钛矿量子点（PeQDs）荧光材料由于具有量子产率高，温度依赖性强等特点，在荧光温度传感领域展现了巨大的应用前景。然而，PeQDs只有一个光致荧光（PL）峰，其强度和位置极易受到浓度和尺寸等因素的干扰，因此用单一PL峰进行温度传感的准确性较低。在本工作中，我们提出了一种微球腔阵列（MCA）耦合PeQDs薄膜（MCA/PeQDs）的新型温度传感结构，利用MCA/PeQDs结构与PeQDs薄膜具有温度依赖性的PL峰值强度比实现温度传感。该结构通过微球腔中回音壁模式（WGMs）增强的Purcell效应提高了自发辐射速率，抑制了声子辅助猝灭效应，从而实现了较好的PeQDs荧光增强。结果表明，在223～373 K范围内，当PeQDs浓度为0.131 6 mg/mL、微球腔直径为（19±1）μm时，该结构的绝对灵敏度（Sa）与相对灵敏度（Sr）可达到0.75 K-1和1.95%·K-1。本工作克服了使用单个PL峰进行温度传感准确性差的缺点，为荧光材料在高性能荧光温度传感器中的应用开辟了新的途径。
温度传感 微球腔 无机卤化物钙钛矿量子点 荧光增强 temperature sensing microsphere cavity inorganic halide perovskite quantum dots fluorescence enhancement 红外与激光工程
2023, 52(10): 20230433
1 华南理工大学 材料科学与工程学院，发光材料与器件国家重点实验室，广东 广州 510641
2 华南理工大学 物理与光电学院，广东 广州 510641
近年来，全无机钙钛矿量子点因其优异的光电性能受到研究者的广泛关注，但其较差的稳定性极大地限制了其应用。利用玻璃优异的稳定性，控制钙钛矿量子点在玻璃中原位析出，使玻璃包覆在钙钛矿量子点周围，隔绝其与外界环境的接触，有效地提高了其稳定性。通过在钙钛矿量子点玻璃中掺杂特定的离子可以调控钙钛矿量子点的析晶情况和发光峰位，并可引入新的发光中心。本文根据掺杂离子的目的，综合介绍了离子掺杂钙钛矿量子点玻璃的研究进展，为近期关于离子掺杂钙钛矿量子点玻璃的研究提供了思路和参考。
玻璃 钙钛矿量子点 离子掺杂 glass perovskite quantum dots ion doping
1 北京理工大学 材料学院，北京 100081
2 TCL电子有限公司 研发中心，广东 深圳 518000
液晶显示是目前广泛应用的显示技术，然而常用的LED背光荧光粉的宽光谱特点限制了其色彩显示能力和总流明效率的进一步提升。量子点具有窄发射光谱和高荧光效率等优势，为提高液晶显示色彩品质和感知亮度提供了新技术路线。本文介绍了量子点液晶显示（QD-LCD）应用的结构设计和材料体系，探讨了量子点应用存在的材料稳定性、背光设计难度和制备成本等问题。针对液晶显示应用的低成本、低毒性和易集成需求，讨论了钙钛矿量子点的应用前景，特别是进一步扩展量子点适用性的解决方案，如彩膜透过率光谱交叉、偏振片的能量损失等问题。
液晶显示 背光 量子点 钙钛矿量子点 彩膜 LCD backlights quantum dots perovskite quantum dots color filter
Author Affiliations
Abstract
1 School of New Energy, North China Electric Power University, Beijing 102206, China
2 State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
With the incorporation of noble metal materials, photonic crystal fibers (PCFs) could be performed as an effective platform for refractive index sensing of the filling analytes. Furthermore, by coating functional dielectric layers upon the metal surfaces, the resonance energy transfer is modulated from the core mode of the PCFs towards the surface plasmon resonance mode of the metals, and the sensing performance could be boosted. Here, considering that the exciton-plasmon coupling is efficient between perovskite quantum dots (QDs) and gold, a kind of CsPbBr3 QDs/Au bilayer coated triangular-lattice PCFs has been simulated numerically as the refractive index sensors. With the optimization of the QDs and gold layer thicknesses, together with the variation of the central hole size of the PCFs, in the refractive index (RI) region of 1.26 to 1.34, a rather narrow full width at half maximum (FWHM) of the loss spectra was achieved as 13.74 nm when the central hole size was 1.28 μm and the highest figure of merit was 63.79 RIU (the central hole size was 1.53 μm). This work demonstrates that the analyte identification accuracy was enhanced by FWHM narrowing of the loss spectra; in addition, taking the abundance of the material choice of perovskite QDs into consideration, more analytes could be detected effectively. Moreover, by adopting asymmetric structures, the sensitivity of the PCFs based refractive index sensors could be further improved.
Photonic crystal fibers perovskite quantum dots refractive index sensor narrow FWHM Photonic Sensors
2022, 12(3): 220309
1 南京理工大学材料科学与工程学院 新型显示材料与器件工信部重点实验室， 江苏 南京 210094
2 北京化工大学化学工程学院 有机⁃无机复合材料国家重点实验室， 北京 100029
3 电磁环境效应与光电工程国家级重点实验室， 江苏 南京 210094
卤化物钙钛矿（ABX3）量子点及其发光器件具有色纯度高、外量子效率高以及在可见光范围内可调等特点，近年来在照明、显示等领域中展现出巨大潜力。然而，钙钛矿量子点发光二极管（PeQLEDs）的稳定性正成为制约其商业应用的最大障碍，除了钙钛矿发光层本身的稳定性问题之外，传输层的水氧稳定性问题也不可忽略。为了解决这一发展过程中的难题，我们提出了基于氮唑类单体构筑共价有机聚合物材料（COP‐N）替代传统的PEDOT∶PSS作为空穴注入层材料的新型PeQLEDs。我们发现COP‐N具有本征的水氧稳定性，且与PVK之间的空穴注入势垒更小。这些特性使得基于COP?N的PeQLED 在取得比PEDOT∶PSS更好发光效率的同时实现了近2倍的稳定性提升。我们认为，这种共价有机聚合物有望成为新型的空穴注入材料，实现高效稳定的钙钛矿电致发光，促进钙钛矿发光器件的发展。
共价有机聚合物 空穴注入层 钙钛矿量子点 发光二极管 covalent organic polymers hole injection layer perovskite quantum dots light-emitting diodes
1 长春理工大学物理学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学重庆研究院，重庆 401122
3 微光夜视技术重点实验室，陕西 西安 710018
4 昆明物理研究所，云南 昆明 650221
5 埃因霍芬理工大学光电子集成研究中心，荷兰埃因霍芬 5600 MB
6 埃及国家天文与地球物理研究所空间太阳能研究部，埃及开罗 11421
为了对电子束泵浦钙钛矿量子点器件的建模与设计提供理论支撑，探究了电子束泵浦钙钛矿量子点膜层发光的微观过程，揭示了其能量转化模型与发光机理。首先从理论层面分析了电子束泵浦钙钛矿量子点发光与激射的微观物理过程，指出电子束泵浦量子点发光的激射阈值与发光阈值是构建其能量转化模型所需检测的宏观物理约束边界。分析讨论了其激射阈值与发光阈值的有效检测方法，并多次开展了具体的评估实验。最后，结合检测物理约束边界，模拟并构建了钙钛矿量子点膜层内部发光能量转化效率、纳米晶极化分布随电子束泵浦强度变化的关系。
量子光学 钙钛矿量子点 电子束泵浦 随机激射 发光效率 极化分布 光学学报
2022, 42(19): 1927001
