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我院纳米光子学研究团队在Mn掺杂量子点高效发光方面取得重要进展
2020-03-10 10:53 邹炳锁 

Mn掺杂半导体量子点因其高发光量子产率(PL QY)、大的斯托克斯位移、长发光寿命丰富的自旋电子学行为,一直是学术界研究的前沿领域。Mn掺杂量子点的研究已有近30年的历史,虽然已经取得了一系列里程碑式的进展,但是到目前为止,获取PL QY100 % Mn掺杂量子点仍然面临巨大的挑战。 而锰是广西储量居于世界前列的战略元素,开发锰材料的新物性和新应用尤为重要,尤其是实现其在自治区九大名片中的技术应用有重要意义。

近日,物理学院邹炳锁教授领衔的纳米光子学研究团队在室温下使用CdCl2后处理实现Mn掺杂CsPbCl3量子点中PL QY100%Mn离子。作者们采用不同Mn/Pb摩尔比的Mn掺杂CsPbCl3量子点作为CdCl2溶液后处理的骨架。 研究发现,不同Mn掺杂浓度的CsPbCl3 量子点经CdCl2后处理后,其PL QY均提高到接近100%。特别是作者还首次获得了Mn掺杂CsPbCl3量子点PL QY100%627 nmMn2+和单指数衰减曲线 对后续研究Mn离子间相互作用尤其有价值 CdCl2后处理技术对Mn掺杂CsPbCl3量子点的晶体结构和立方形状没有明显的影响。 温度依赖的稳态和时间分辨光谱研究表明,CdCl2后处理显著降低了量子点的非辐射缺陷态,促进了宿主向Mn2+的能量转移,提高了Mn掺杂CsPbCl3的发光性能。 此外,CdCl2后处理的Mn掺杂CsPbCl3量子点还具有很好的稳定性,经多次纯化后,其光致发光强度并没有明显地降低这一进展为获得高性能Mn掺杂钙钛矿量子点提供了一个有效的新途径,将促进Mn掺杂量子点在固态照明领域的应用。

该成果近期发表在The Journal of Physical Chemistry Letters,论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpclett.0c00372,袁曦教授、赵家龙教授、邹炳锁教授为论文共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金和广西八桂学者专项经费等资金的共同资助。

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