Red amplified spontaneous emission of polymer passivated perovskite quantum dots

Si-jian ZHANG; Jian HU; Mei L; Jun ZHU; Hong-bo LU

doi:10.37188/CJLCD.2022-0127

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Red amplified spontaneous emission of polymer passivated perovskite quantum dots

Material Physics | 更新时间：2022-07-25

- Red amplified spontaneous emission of polymer passivated perovskite quantum dots
- Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays Vol. 37, Issue 7, Pages: 787-796(2022)
- 作者机构：
  
  合肥工业大学光电技术研究院特种显示技术国家工程实验室，测量理论与精密仪器安徽省重点实验室，安徽合肥 230009
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key Research and Development Program(2019YFE0101300);Natural Science Foundation of Hefei(2021040)
- DOI：10.37188/CJLCD.2022-0127
  CLC： O482.31;TN383
- Received：15 April 2022，
  
  Revised：23 April 2022，
  
  Published：05 July 2022
- 稿件说明：
移动端阅览
Si-jian ZHANG, Jian HU, Mei L, et al. Red amplified spontaneous emission of polymer passivated perovskite quantum dots[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(7): 787-796.
DOI：

Si-jian ZHANG, Jian HU, Mei L, et al. Red amplified spontaneous emission of polymer passivated perovskite quantum dots[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(7): 787-796. DOI： 10.37188/CJLCD.2022-0127.

摘要

全无机CsPb

（

= Cl、Br、I）钙钛矿量子点具有优异的发光性能，是一种极具应用潜力的新型显示材料及激光增益介质。本文制备了发光峰位于640 nm的CsPbBr

1.2

1.8

红光量子点，在该量子点薄膜表面分别涂覆聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚甲基丙烯酸异丁酯（PIBMA）、聚苯乙烯（PS）3种带不同功能基团的聚合物，制备了CsPbBr

1.2

1.8

/PMMA、CsPbBr

1.2

1.8

/PIBMA、CsPbBr

1.2

1.8

/PS复合薄膜，研究它们的放大自发辐射性能。结果表明，聚合物钝化一方面提升了量子点的水稳定性，另一方面，PMMA和PIBMA中的C

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=32001468&type=

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=32001467&type=

3.47133350

1.94733346

O钝化了量子点表面未配位的Pb

，增强了量子点薄膜的光致发光强度。进一步的，在532 nm的纳秒激光泵浦下，CsPbBr

1.2

1.8

/PIBMA薄膜放大自发辐射阈值可低至81‍‍‍‍ ‍µJ·cm

-2

，稳定性也得到提升，展现了作为新型增益介质的潜力。

Abstract

All-inorganic CsPb

（

= Cl， Br， I） perovskite quantum dots have excellent luminescence properties and are a new kind of display material and laser gain medium with great application potential. In this paper， CsPbBr

1.2

1.8

red quantum dots with luminescence peak at 640 nm were prepared and the CsPbBr

1.2

1.8

quantum dot films were coated with three kinds of polymers with different functional groups： polymethyl methacrylate （PMMA）， polyiso-butyl methacrylate （PIBMA） and polystyrene （PS）. The amplified spontaneous emission performance of CsPbBr

1.2

1.8

/PMMA， CsPbBr

1.2

1.8

/PIBMA and CsPbBr

1.2

1.8

/PS composite films were studied. The results show that the polymer passivation improves the water stability of quantum dot films. Moreover， the C

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=32001471&type=

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=32001469&type=

3.47133350

1.94733346

O in PMMA and PIBMA passivates the uncoordinated Pb

on the surface of quantum dots， enhancing the photoluminescence intensity of QD films. Furthermore， the amplified spontaneous emission threshold of CsPbBr

1.2

1.8

/PIBMA film is as low as 81 µJ·cm

-2

under nanosecond laser pumping at 532 nm. The stability is improved， demonstrating its potential as a novel gain medium.

关键词

Keywords

references

李继军，聂晓梦，甄威，等 . 显示技术比较及新进展［J］. 液晶与显示， 2018 ， 33 （ 1 ）： 74 - 84 . doi: 10.3788/yjyxs20183301.0074 http://dx.doi.org/10.3788/yjyxs20183301.0074

LI J J ， NIE X M ， ZHEN W ， et al . New developments and comparisons in display technology ［J］. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays ， 2018 ， 33 （ 1 ）： 74 - 84 . （in Chinese） . doi: 10.3788/yjyxs20183301.0074 http://dx.doi.org/10.3788/yjyxs20183301.0074

颜博霞，王延伟，亓岩，等 . 激光显示光源颜色配比和色温研究［J］. 中国激光， 2018 ， 45 （ 4 ）： 0401004 . doi: 10.3788/cjl201845.0401004 http://dx.doi.org/10.3788/cjl201845.0401004

YAN B X ， WANG Y W ， QI Y ， et al . Study of color proportion and color temperature in laser display ［J］. Chinese Journal of Lasers ， 2018 ， 45 （ 4 ）： 0401004 . （in Chinese） . doi: 10.3788/cjl201845.0401004 http://dx.doi.org/10.3788/cjl201845.0401004

孟雪，宁永强，张建伟，等 . 面向激光显示的红光半导体激光器的研究进展［J］. 激光与光电子学进展， 2019 ， 56 （ 18 ）： 180001 . doi: 10.3788/lop56.180001 http://dx.doi.org/10.3788/lop56.180001

MENG X ， NING Y Q ， ZHANG J W ， et al . Research progress of red semiconductor laser diodes for laser display ［J］. Laser & Optoelectronics Progress ， 2019 ， 56 （ 18 ）： 180001 . （in Chinese） . doi: 10.3788/lop56.180001 http://dx.doi.org/10.3788/lop56.180001

刘王宇，陈斐，孔淑祺，等 . 全无机钙钛矿量子点的合成、性质及发光二极管应用进展［J］. 发光学报， 2020 ， 41 （ 2 ）： 117 - 133 . doi: 10.3788/fgxb20204102.0117 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20204102.0117

LIU W Y ， CHEN F ， KONG S Q ， et al . Synthesis， properties and application of all-inorganic perovskite quantum dots ［J］. Chinese Journal of Luminescence ， 2020 ， 41 （ 2 ）： 117 - 133 . （in Chinese） . doi: 10.3788/fgxb20204102.0117 http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20204102.0117

LIU H W ， YAO D ， LIU Y ， et al . Mn 2+ -doped CsPbX 3 （X=Cl， Br and I） perovskite nanocrystals and their applications ［J］. Chinese Optics ， 2019 ， 12 （ 5 ）： 933 - 951 . doi: 10.3788/co.20191205.0933 http://dx.doi.org/10.3788/co.20191205.0933

常鹏，翟玥，吴娜，等 . 钾离子掺杂CsPbCl 3 ：Mn钙钛矿量子点的荧光性能［J］. 液晶与显示， 2021 ， 36 （ 10 ）： 1352 - 1361 .

CHANG P ， ZHAI Y ， WU N ， et al . Fluorescence properties or potassium ions doped CsPbCl 3 ： Mn perovskite quantum dots ［J］. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays ， 2021 ， 36 （ 10 ）： 1352 - 1361 . （in Chinese）

ZHANG H L ， YUAN L ， CHEN Y ， et al . Amplified spontaneous emission and random lasing using CsPbBr 3 quantum dot glass through controlling crystallization ［J］. Chemical Communications ， 2020 ， 56 （ 19 ）： 2853 - 2856 . doi: 10.1039/c9cc07676j http://dx.doi.org/10.1039/c9cc07676j

XIONG Q ， HUANG S H ， DU J ， et al . Surface ligand engineering for CsPbBr 3 quantum dots aiming at aggregation suppression and amplified spontaneous emission improvement ［J］. Advanced Optical Materials ， 2020 ， 8 （ 20 ）： 2000977 . doi: 10.1002/adom.202000977 http://dx.doi.org/10.1002/adom.202000977

KRIEG F ， OCHSENBEIN S T ， YAKUNIN S ， et al . Colloidal CsPbX 3 （X = Cl， Br， I） nanocrystals 2.0： zwitterionic capping ligands for improved durability and stability ［J］. ACS Energy Letters ， 2018 ， 3 （ 3 ）： 641 - 646 . doi: 10.1021/acsenergylett.8b00035 http://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.8b00035

LI S Q ， LEI D Y ， REN W ， et al . Water-resistant perovskite nanodots enable robust two-photon lasing in aqueous environment ［J］. Nature Communications ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 1192 . doi: 10.1038/s41467-020-15016-2 http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-15016-2

YAKUNIN S ， PROTESESCU L ， KRIEG F ， et al . Low-threshold amplified spontaneous emission and lasing from colloidal nanocrystals of caesium lead halide perovskites ［J］. Nature Communications ， 2015 ， 6 ： 8056 . doi: 10.1038/ncomms9056 http://dx.doi.org/10.1038/ncomms9056

WANG Y ， LI X M ， ZHAO X ， et al . Nonlinear absorption and low-threshold multiphoton pumped stimulated emission from all-inorganic perovskite nanocrystals ［J］. Nano Letters ， 2016 ， 16 （ 1 ）： 448 - 453 . doi: 10.1021/acs.nanolett.5b04110 http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.5b04110

HUANG S Q ， WANG B ， ZHANG Q ， et al . Postsynthesis potassium-modification method to improve stability of CsPbBr 3 perovskite nanocrystals ［J］. Advanced Optical Materials ， 2018 ， 6 （ 6 ）： 1701106 . doi: 10.1002/adom.201701106 http://dx.doi.org/10.1002/adom.201701106

YAN D D ， SHI T C ， ZANG Z G ， et al . Ultrastable CsPbBr 3 perovskite quantum dot and their enhanced amplified spontaneous emission by surface ligand modification ［J］. Small ， 2019 ， 15 （ 23 ）： 1901173 .

LI J M ， LIU J M ， MEI E R ， et al . Low threshold amplified spontaneous emission in ultrastable CsPbBr 3 -TS-1 nanocomposite films under two-photon excitation ［J］. Applied Physics Letters ， 2021 ， 119 （ 9 ）： 091102 . doi: 10.1063/5.0064752 http://dx.doi.org/10.1063/5.0064752

DE GIORGI M L ， PERULLI A ， YANTARA N ， et al . Amplified spontaneous emission properties of solution processed CsPbBr 3 Perovskite thin films ［J］. Journal of Physical Chemistry C ， 2017 ， 121 （ 27 ）： 14772 - 14778 . doi: 10.1021/acs.jpcc.7b00854 http://dx.doi.org/10.1021/acs.jpcc.7b00854

TANG X S ， YANG J ， LI S Q ， et al . Single halide perovskite/semiconductor core/shell quantum dots with ultrastability and nonblinking properties ［J］. Advanced Science ， 2019 ， 6 （ 18 ）： 1900412 . doi: 10.1002/advs.201900412 http://dx.doi.org/10.1002/advs.201900412

DUTTA A ， PRADHAN N . Phase-stable red-emitting CsPbI 3 nanocrystals： successes and challenges ［J］. ACS Energy Letters ， 2019 ， 4 （ 3 ）： 709 - 719 . doi: 10.1021/acsenergylett.9b00138 http://dx.doi.org/10.1021/acsenergylett.9b00138

QAID S M H ， GHAITHAN H M ， AL-ASBAHI B A ， et al . Investigation of the surface passivation effect on the optical properties of CsPbBr 3 perovskite quantum dots ［J］. Surfaces and Interfaces ， 2021 ， 23 ： 100948 . doi: 10.1016/j.surfin.2021.100948 http://dx.doi.org/10.1016/j.surfin.2021.100948

GU X J ， XIANG W C ， TIAN Q W ， et al . Rational surface-defect control via designed passivation for high-efficiency inorganic perovskite solar cells ［J］. Angewandte Chemie-International Edition ， 2021 ， 60（ 43 ） 23164 - 23170 . doi: 10.1002/anie.202109724 http://dx.doi.org/10.1002/anie.202109724

HUANG Z Q ， HU X T ， LIU C ， et al . Water-resistant and flexible perovskite solar cells via a glued interfacial layer ［J］. Advanced Functional Materials ， 2019 ， 29 （ 37 ）： 1902629 . doi: 10.1002/adfm.201902629 http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201902629

LIU G L ， LIU C ， LIN Z J ， et al . Regulated crystallization of efficient and stable tin-based perovskite solar cells via a self-sealing Polymer ［J］. ACS Applied Materials & Interfaces ， 2020 ， 12 （ 12 ）： 14049 - 14056 . doi: 10.1021/acsami.0c01311 http://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c01311

WANG D ， LIU R Q ， TAN X ， et al . Amplified spontaneous emission properties of solution processed CsPbBr 3 perovskite thin films doped with large-group ammonium cations ［J］. Optical Materials Express ， 2020 ， 10 （ 4 ）： 981 - 997 . doi: 10.1364/ome.384158 http://dx.doi.org/10.1364/ome.384158

LI J ， ZHOU W ， JIANG L ， et al . Highly compact and smooth all-inorganic perovskite films for low threshold amplified spontaneous emission from additive-assisted solution processing ［J］. Journal of Materials Chemistry C ， 2019 ， 7 （ 48 ）： 15350 - 15356 . doi: 10.1039/c9tc05090f http://dx.doi.org/10.1039/c9tc05090f

SHE C X ， FEDIN I ， DOLZHNIKOV D S ， et al . Low-threshold stimulated emission using colloidal quantum wells ［J］. Nano Letters ， 2014 ， 14 （ 5 ）： 2772 - 2777 . doi: 10.1021/nl500775p http://dx.doi.org/10.1021/nl500775p

WU X ， JIANG X F ， HU X W ， et al . Highly stable enhanced near-infrared amplified spontaneous emission in solution-processed perovskite films by employing polymer and gold nanorods ［J］. Nanoscale ， 2019 ， 11 （ 4 ）： 1959 - 1967 . doi: 10.1039/c8nr08952c http://dx.doi.org/10.1039/c8nr08952c

LI J ， SI J J ， GAN L ， et al . Simple approach to improving the amplified spontaneous emission properties of perovskite films ［J］. Acs Applied Materials & Interfaces ， 2016 ， 8 （ 48 ）： 32978 - 32983 . doi: 10.1021/acsami.6b13289 http://dx.doi.org/10.1021/acsami.6b13289

TIAN K ， LU Y N ， LIU R Q ， et al . Low-threshold amplified spontaneous emission from air-stable CsPbBr 3 perovskite films containing trace amounts of polyethylene oxide ［J］. ChemPlusChem ， 2021 ， 86 （ 11 ）： 1537 - 1543 . doi: 10.1002/cplu.202100377 http://dx.doi.org/10.1002/cplu.202100377

Views

399

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Stability of phenyl-isothiocyanate liquid crystal materials

Effect of atmosphere dependent annealing on the preparation and properties of MgZnO thin-film transistors

Improving circuit design for the stability of inverters based on amorphous indium gallium zinc oxide thin film transistors

Application of perovskite quantum dot glass backlight

Related Author

ZHANG Si-jian

HU Jian

LYU Mei

ZHU Jun

LU Hong-bo

MU Quanquan

LIU Yonggang

PENG Zenghui

Related Institution

National Engineering Laboratory of Special Display Technology， Anhui Province Key Laboratory of Measuring Theory and Precision Instrument， Academy of Opto-electric Technology， Hefei University of Technology

Changchun Institute of Optics， Fine Mechanics and Physics， Chinese Academy of Sciences

Weipai Automotive Electronics （Changchun） Co. Ltd.

School of Electrical and Computer Science， Jilin Jianzhu University

Key Laboratory for Comprehensive Energy Saving of Cold Regions Architecture of Ministry of Education， Jilin Jianzhu University

AI问答

Address：No.3888 Dong Nanhu Road, Changchun, Jilin, China 130033 Postal code：130033
Tel：0431-86176059 Email：yjxs@ciomp.ac.cn
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 吉ICP备11002662号-17 京公网安备11010802024621
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.

⁰