CsPbBr3/Si3N4復(fù)合材料制備及發(fā)光性能

徐范范， 聶文東， 堯利欽， 何盛安， 陳 廣 ， 葉信宇,4*

(1. 江西理工大學(xué) 材料化學(xué)冶金學(xué)部， 江西 贛州 341000； 2. 江西理工大學(xué) 稀土學(xué)院， 江西 贛州 341000；3. 國家離子型稀土資源高效開發(fā)利用工程技術(shù)研究中心， 江西 贛州 341000；4. 江西省稀土發(fā)光材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 江西 贛州 341000)

1 引 言

近年來，全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)(Perovskite quantum dots,PQDs)由于量子效率高、色純度高、半峰寬窄、發(fā)射光譜可調(diào)等優(yōu)勢[1-5]成為了研究的熱點(diǎn)，已經(jīng)成功地應(yīng)用在發(fā)光二極管(LEDs)、太陽能電池、激光以及光電探測器等方面[6-10]。但是，目前全無機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)本身還存在的一些問題阻礙了其應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。首先，由于本身固有的離子屬性，導(dǎo)致其穩(wěn)定性較差，在氧氣、極性溶劑、光、熱等惡劣環(huán)境中，量子點(diǎn)會分解進(jìn)而導(dǎo)致熒光猝滅[11-14]。其次，量子點(diǎn)膠體溶液擁有很高的量子效率，但是粉末形式的量子點(diǎn)會發(fā)生嚴(yán)重的熒光猝滅行為[15-16]，而實(shí)際應(yīng)用中更傾向于熒光粉體的使用，因此，提高粉體的量子效率是很有必要的。

將CsPbX3(X=Cl，Br，I) PQDs與穩(wěn)定性高的材料結(jié)合制成復(fù)合材料是一種提高穩(wěn)定性行之有效的方法。He等[17]報道了利用多孔氮化硼納米纖維(BNNFs)作為載體保護(hù)CsPbBr3PQDs不受外界環(huán)境的影響，所制備的CsPbBr3/BNNF復(fù)合材料在空氣環(huán)境中具有優(yōu)異的光穩(wěn)定性和長期貯存穩(wěn)定性。此外，CsPbBr3/BNNF復(fù)合材料還表現(xiàn)氨響應(yīng)行為，即在氨氣中光致發(fā)光強(qiáng)度明顯降低，在氮?dú)庵刑幚砗蠊庵掳l(fā)光恢復(fù)。有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦CH3NH3PbI3同樣具有這樣的氨響應(yīng)行為，但是它的響應(yīng)行為是不可逆的。而氨氣處理3 h后，CsPbBr3/BNNF仍可在氮?dú)馓幚砗蠡謴?fù)。Qiu等[18]采用一鍋原位法在剝離的二維六方氮化硼(h-BN)納米片上直接生長均勻的鈣鈦礦納米晶。這種復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)熱性，并能及時散熱，因此表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，在120 ℃時光致發(fā)光強(qiáng)度仍然可以保持初始發(fā)光強(qiáng)度的80%(約為純鈣鈦礦納米晶的6倍)。上面兩種策略都使用傳統(tǒng)的熱注入法合成復(fù)合材料，且前處理要幾小時，甚至30 h，操作復(fù)雜，耗能耗時。Li等[19]首次利用h-BN納米片在室溫下通過簡單的非均相成核-生長過程合成穩(wěn)定的CsPbBr3PQDs。由于二維納米片比表面積大且存在豐富的介孔，因此立方CsPbBr3PQDs可以附著在h-BN納米片表面。h-BN納米片獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的導(dǎo)熱性使h-BN/CsPbBr3PQDs納米復(fù)合材料的濕度穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。這種方法由于是在室溫下制備，不僅節(jié)能而且操作方便，但相比前面兩種樣品來說，熱穩(wěn)定性還不能讓人十分滿意。Yoon等合成了CsPbBr3/PSZ(聚硅氮烷)復(fù)合熒光粉，復(fù)合后量子點(diǎn)的表面缺陷被鈍化，并形成一層阻擋層，保持高量子效率(PLQY)的同時提高了量子點(diǎn)的穩(wěn)定性[20]，但整個合成過程成本高且耗時。

前期研究表明，氮化硅晶片可被用來做MAPbX3納米片的載體應(yīng)用在激光上[21]，受此啟發(fā)，本文嘗試在室溫下合成穩(wěn)定的CsPbBr3/Si3N4復(fù)合粉體材料，探索CsPbBr3/Si3N4復(fù)合材料的發(fā)光性質(zhì)、穩(wěn)定性以及在白光LED上的應(yīng)用。應(yīng)用XRD、SEM、EDS、PL、PLE等技術(shù)手段對合成的CsPbBr3/Si3N4熒光粉的晶相、微觀結(jié)構(gòu)、形貌、光譜特性等進(jìn)行了測試表征。結(jié)果表明，CsPbBr3/Si3N4熒光粉具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，同時，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的量子效率可由CsPbBr3PQDs粉體的15.4%提高至35.4%。

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 樣品制備

2.1.1 CsPbBr3PQDs粉末制備

作為實(shí)驗(yàn)對比的CsPbBr3PQDs均為粉末狀態(tài)。取0.384 g乙酸銫(CH3COOCs)和0.758 g乙酸鉛(Pb(CH3COO)2)溶解于5 mL乙酸溶液中得到前驅(qū)體溶液Q。將20 mL氯苯、1.5 mL 油酸、1 mL 油胺、0.1 mL 33%醋酸溴化氫溶液加入試管中攪拌，快速注入0.2 mL上述前驅(qū)體溶液Q，攪拌約10 s后離心，倒出上清液，沉淀用20 mL乙酸乙酯洗滌，40 ℃真空下干燥8 h后即得到了CsPbBr3PQDs粉末。

2.1.2 CsPbBr3/Si3N4熒光粉的制備

將20 mL氯苯、1.5 mL 油酸、1 mL 油胺、0.1 mL 33%醋酸溴化氫溶液、0.1 g Si3N4加入試管中攪拌后加入0.2 mL上述前驅(qū)體溶液Q，快速攪拌后離心，然后將沉淀在40 ℃真空下干燥30 min即得到了CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉。乙酸鉛(AR)、乙酸(AR)購買自廣東西隴科技有限公司，乙酸銫(99%)、氯苯(99%)、油酸(AR)、油胺(90%)、Si3N4(99.9%)購買自上海阿拉丁生化科技有限公司，33%醋酸溴化氫溶液購買自百靈威科技有限公司。

2.2 樣品表征

采用荷蘭PA Nalytical公司生產(chǎn)的X’Pert Pro型粉末X射線衍射儀對CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉進(jìn)行X射線粉末衍射測試,其輻射源為Cu靶(Cu Kα，λ=0.154 187 nm)。FEI公司生產(chǎn)的配備有電子散射能譜儀的MLA650F型掃描電鏡用于獲得樣品的形貌信息。樣品的吸收光譜通過PERKINELMER公司生產(chǎn)的內(nèi)置150 mm直徑積分球的Lambda 950 紫外分光光度計測得。樣品的室溫激發(fā)、發(fā)射光譜采用F-7000(日本日立公司)型熒光光譜儀測試。通過日本愛發(fā)科株式會社生產(chǎn)的PHI 5000 VersaProbe Ⅱ型號的X光電子能譜儀(XPS)獲得XPS譜。通過EX-1000(杭州遠(yuǎn)方光電公司)型光譜儀獲得變溫光譜。采用日本SHIMADZU公司RAffinity-21型號的光譜儀獲得紅外光譜。采用配備積分球的愛丁堡FLS980獲得熒光粉的量子效率。在愛丁堡FLS980熒光分光光度計上測定了熒光衰減曲線。

3 結(jié)果與討論

3.1 CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉的結(jié)構(gòu)與形貌

圖1給出了CsPbBr3PQDs、CsPbBr3/Si3N4復(fù)合材料的XRD譜圖，從圖中可以看出，復(fù)合前CsPbBr3PQDs粉末的XRD與JCPDS 54-0752標(biāo)準(zhǔn)卡片相匹配，CsPbBr3/Si3N4復(fù)合材料中檢測到CsPbBr3的最強(qiáng)衍射峰(30.4°)。CsPbBr3/Si3N4熒光粉的主要衍射峰都與Si3N4(JCPDS No.41-0360) 相吻合，說明已成功合成CsPbBr3/Si3N4復(fù)合材料。CsPbBr3PQDs 衍射峰較弱的原因是復(fù)合材料中量子點(diǎn)的相對含量較少，這與文獻(xiàn)中報道的其他納米復(fù)合材料的結(jié)果類似。

圖1 CsPbBr3/Si3N4復(fù)合材料的XRD圖

熒光粉的形貌會對其實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)生重要的影響。圖2(a)～(b)給出了CsPbBr3/Si3N4熒光粉的SEM 圖、TEM圖，從圖中可以看出CsPbBr3PQDs附著在Si3N4上。圖2(c)是CsPbBr3/Si3N4熒光粉的高分辨透射電鏡(HRTEM)，計算得出晶面間距為0.42 nm，這與CsPbBr3PQDs的 (110)晶面間距相匹配，表明制得的物質(zhì)是CsPbBr3/Si3N4熒光粉。圖2(d)是CsPbBr3/Si3N4熒光粉的EDS能譜圖，可以得出Cs、Pb、Br、Si及N的含量分別是0.09%、0.08%、0.26%、59.34%和40.24%，表明熒光粉中主體物質(zhì)組成是Si3N4，而Cs、Pb、Br元素比例約為1∶1∶3，表明附著的物質(zhì)是CsPbBr3PQDs。

圖2 (a)～(c)CsPbBr3/Si3N4熒光粉的SEM、TEM、HRTEM；(d)EDS能譜圖。

3.2 CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉的光學(xué)性能

圖3(a)給出了加入不同量Si3N4制得的CsPbBr3/Si3N4的發(fā)射光譜，從圖中可以看出，隨著Si3N4加入量的增加，發(fā)光強(qiáng)度先上升后下降，在加入0.1 g時達(dá)到最大。圖3(b)給出了CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉的吸收、光致發(fā)光光譜。從圖中可以看出，CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉在500 nm處表現(xiàn)出帶邊吸收。在365 nm激發(fā)下，CsPbBr3/Si3N4復(fù)合材料在513.4 nm處表現(xiàn)出最強(qiáng)發(fā)射，半峰寬約為20 nm，這歸因于CsPbBr3PQDs的帶邊發(fā)射。

圖3 (a)加入不同量的Si3N4制得的CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)射光譜；(b)CsPbBr3/Si3N4熒光粉的吸收光譜(黑色虛線)，365 nm波長激發(fā)下CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)射光譜(紅色實(shí)線)；(c)CsPbBr3/Si3N4熒光粉的量子效率圖，插圖：365 nm波長激發(fā)下CsPbBr3與CsPbBr3/Si3N4熒光粉的圖片。

量子效率是評價發(fā)光材料的重要參數(shù)，在室溫下我們用涂有硫酸鋇的積分球測量了CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉的量子效率。圖3(c)給出了CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉在450 nm激發(fā)下的量子效率測試結(jié)果，通常用ηint表示量子效率，ηint可通過公式(1)計算得出：

(1)

IS代表CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)射強(qiáng)度，ER和ES分別是積分球中有熒光粉和沒有熒光粉時激發(fā)光的激發(fā)光譜。利用公式(1)計算得出在450 nm激發(fā)下CsPbBr3/Si3N4熒光粉的量子效率為35.4%，相同的條件下CsPbBr3PQDs粉末的量子效率為15.4%。因此，利用Si3N4與CsPbBr3PQDs復(fù)合達(dá)到了提升CsPbBr3PQDs粉體量子效率的目的。插圖是365 nm激發(fā)下，CsPbBr3PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉的圖片，可以看出CsPbBr3/Si3N4熒光粉有強(qiáng)烈的綠光發(fā)射。

圖4(a)中給出了CsPbBr3PQDs和CsPbBr3/Si3N4熒光粉的XPS譜，可以看出，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的XPS譜中有Cs、Pb、Br、Si及N的特征峰，其中Cs、Pb、Br的特征信號較弱的原因是CsPbBr3PQDs的相對含量較少，這與前面EDS測試結(jié)果相符。同時，從圖4(b)～(c)可以發(fā)現(xiàn)，CsPbBr3/Si3N4中的Br和Pb的結(jié)合能都降低，表明量子點(diǎn)表面的缺陷被鈍化[22-23]。

圖4 XPS譜。(a)CsPbBr3和CsPbBr3/Si3N4熒光粉；(b)Br 3d；(c)Pb 4f。

365 nm激發(fā)下，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的熒光衰減曲線及擬合曲線如圖5(a)所示，通過公式(2)將衰減曲線擬合成雙指數(shù)函數(shù)：

圖5 (a)CsPbBr3/Si3N4熒光粉的衰減曲線及擬合曲線；(b)CsPbBr3 PQDs和CsPbBr3/Si3N4熒光粉的傅立葉紅外變換光譜。

(2)

A1和A2表示擬合常數(shù)，I(t)表示發(fā)光強(qiáng)度，τ1和τ2表示雙指數(shù)分量的衰減時間，t為時間。平均壽命τave由下列公式計算得出：

(3)

CsPbBr3/Si3N4熒光粉的平均發(fā)光壽命τave為75.5 ns。相比于CsPbBr3PQDs的平均發(fā)光壽命38.7 ns，復(fù)合之后的熒光壽命更長，其原因可能是CsPbBr3PQDs的非輻射躍遷被限制。

圖5(b)給出了CsPbBr3PQDs與CsPbBr3/Si3N4熒光粉的傅里葉紅外變換光譜。從CsPbBr3/Si3N4熒光粉的紅外光譜中可以看出，在826 cm-1處有強(qiáng)烈的吸收峰，這歸屬于Si—N—Si振動峰；同時在1 448 cm-1和2 990 cm-1處有強(qiáng)烈的吸收峰，分別是C—H和COO-的振動峰，這兩個峰歸屬于CsPbBr3PQDs表面的油酸油胺配體，可以看做是CsPbBr3PQDs的特征吸收峰。因此，CsPbBr3/Si3N4熒光粉中既有Si—N振動峰，又有CsPbBr3PQDs的特征吸收峰，進(jìn)一步證明我們成功地合成了CsPbBr3/Si3N4熒光粉。

3.3 CsPbBr3/Si3N4熒光粉的穩(wěn)定性測試

一般來說，在WLEDs照明應(yīng)用中，由于InGaN基藍(lán)色LED芯片的工作溫度可以達(dá)到100 ℃以上，因此有必要對熒光粉的溫度依賴性發(fā)光行為進(jìn)行評估。而CsPbBr3PQDs粉末的熱穩(wěn)定性較差是一直存在的問題，有待解決。圖6(a)給出了在365 nm激發(fā)下CsPbBr3/Si3N4熒光粉在30～120 ℃范圍內(nèi)的溫度依賴性發(fā)射光譜，在整個升溫過程中可以看到發(fā)射強(qiáng)度逐漸降低，發(fā)射帶有略微紅移，可能是加熱導(dǎo)致量子點(diǎn)聚集、粒徑變大的原因。插圖給出了相同條件下CsPbBr3PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉在30～120 ℃溫度范圍內(nèi)的歸一化發(fā)射強(qiáng)度對比圖。CsPbBr3PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉都顯示下降的趨勢，只是CsPbBr3PQDs粉末下降的速率很快，80 ℃時發(fā)光強(qiáng)度僅有初始發(fā)光強(qiáng)度的31.2%，而CsPbBr3/Si3N4熒光粉80 ℃仍有原發(fā)光強(qiáng)度的87.4%。因此，CsPbBr3/Si3N4熒光粉具有良好的熱穩(wěn)定性。

由于對水汽的極其敏感性，CsPbBr3PQDs的耐水性也是應(yīng)用中的一個重要指標(biāo)。因此，在實(shí)驗(yàn)中分別將0.1 g CsPbBr3PQDs粉末和CsPbBr3/Si3N4熒光粉浸于2.5 mL去離子水中進(jìn)行浸水老化試驗(yàn)來評價CsPbBr3/Si3N4熒光粉的耐水性。從圖6(b)可以發(fā)現(xiàn)，隨著浸水時間從10 min增加到120 min，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度逐漸降低，插圖給出了CsPbBr3PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉歸一化的最強(qiáng)發(fā)射對比圖及365 nm激發(fā)下的發(fā)光圖片。CsPbBr3PQDs粉末隨浸泡時間的增加，發(fā)光強(qiáng)度急劇下降，當(dāng)浸泡時間為20 min時，發(fā)光強(qiáng)度下降為初始發(fā)光強(qiáng)度的8%，基本不發(fā)光；而CsPbBr3/Si3N4熒光粉浸泡120 min后，發(fā)光強(qiáng)度仍有初始發(fā)光強(qiáng)度的75.5%。從發(fā)光圖片可以看出，CsPbBr3PQDs粉末表現(xiàn)出微弱的發(fā)光，而CsPbBr3/Si3N4熒光粉綠光發(fā)射強(qiáng)。上述現(xiàn)象表明，CsPbBr3/Si3N4熒光粉對CsPbBr3PQDs的耐濕性得到了顯著的改善。水接觸角測試表明，CsPbBr3PQDs粉末的水接觸角為64.70°，CsPbBr3/Si3N4的水接觸角為100.60°，表明復(fù)合后CsPbBr3/Si3N4表面具有較強(qiáng)的疏水性，因此水穩(wěn)定性更好。表1給出了不同材料修飾CsPbBr3的熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性對比，從表中可以看出，CsPbBr3/Si3N4熒光粉表現(xiàn)出優(yōu)異的水穩(wěn)定性及在高溫處優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。

表1 不同材料修飾CsPbBr3的熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性對比

圖6 (a)30～120 ℃范圍內(nèi)，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的變溫光譜，插圖為CsPbBr3 PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉歸一化的發(fā)射強(qiáng)度對比；(b)不同浸水時間下，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)射光譜，插圖為CsPbBr3 PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉歸一化的發(fā)射強(qiáng)度對比及365 nm波長激發(fā)下，CsPbBr3 PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉浸水10 min后的圖片；(c)不同恒溫恒濕時間下(50 ℃,85%)，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)射光譜，插圖為CsPbBr3 PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉歸一化的發(fā)射強(qiáng)度對比及365 nm波長激發(fā)下CsPbBr3 PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉7 d后的圖片；不同恒溫恒濕時間下(50 ℃,85%)，CsPbBr3/Si3N4熒光粉(d)、CsPbBr3 PQDs粉末(e)的半峰寬及最強(qiáng)發(fā)射波長的變化。

為進(jìn)一步驗(yàn)證CsPbBr3/Si3N4熒光粉的穩(wěn)定性，將CsPbBr3PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉分別置于溫度50 ℃、濕度85%的恒溫恒濕箱中進(jìn)行老化實(shí)驗(yàn)，圖6(c)分別給出了CsPbBr3/Si3N4熒光粉發(fā)光強(qiáng)度依賴時間的發(fā)光行為。隨著時間的延長(1～7 d)，CsPbBr3/Si3N4熒光粉發(fā)光強(qiáng)度表現(xiàn)出下降趨勢，插圖為CsPbBr3PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉最強(qiáng)發(fā)射對比圖及365 nm激發(fā)下發(fā)光的照片，相對來說CsPbBr3PQDs粉末下降更快。老化7 d之后，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度仍有初始發(fā)光強(qiáng)度的77.7%，而CsPbBr3PQDs粉末的發(fā)光強(qiáng)度為原發(fā)光強(qiáng)度的33.9%。從發(fā)光照片也可以看出，7 d后CsPbBr3/Si3N4熒光粉表現(xiàn)出更強(qiáng)的綠光發(fā)射。圖6(d)是不同恒溫恒濕時間下，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的半峰寬及最強(qiáng)發(fā)射波長的變化圖，可以看出CsPbBr3/Si3N4復(fù)合材料老化過程中半峰寬和最強(qiáng)發(fā)射幾乎沒變化，半峰寬最大與最小之間僅差0.22 nm，最強(qiáng)發(fā)射變化僅1.2 nm。圖6(e)是CsPbBr3PQDs粉末的半峰寬及最強(qiáng)發(fā)射變化圖，半峰寬變化了3 nm，最強(qiáng)發(fā)射偏移了1.6 nm。因此，CsPbBr3/Si3N4熒光粉具有較好的色穩(wěn)定性。

3.4 添加CsPbBr3/Si3N4熒光粉的WLED的電致發(fā)光特性

為研究CsPbBr3/Si3N4熒光粉的實(shí)際應(yīng)用前景，將獲得的CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉、K2SiF6∶Mn4+紅色熒光粉和藍(lán)色I(xiàn)nGaN芯片(～450 nm)組合在一起制得了WLED。在20 mA電流驅(qū)動下，WLED的電致發(fā)光(EL)光譜、封裝好的WLED實(shí)物及相應(yīng)的發(fā)光照片如圖7(a)所示。從電致發(fā)光光譜中可以看到CsPbBr3/Si3N4的綠光發(fā)射峰，這與圖3(b)的發(fā)射光譜一致，表明作為綠色熒光粉的CsPbBr3/Si3N4可以被藍(lán)光芯片有效地激發(fā)，器件流明效率為49.4 lm/W。使用CsPbBr3/Si3N4復(fù)合材料的流明效率比使用CsPbBr3@聚苯乙烯、CsPbBr3@介孔二氧化硅、CsPbBr3@二氧化硅球及Cs4PbBr6/CsPbBr3@Ta2O5復(fù)合材料的流明效率要高[24-27]，但比Cs4PbBr6/CsPbBr3、烷基磷酸酯處理CsPbBr3的低[15，28]。與膠態(tài)量子點(diǎn)相比，粉體材料的流明效率降低的原因主要是CsPbBr3/Si3N4熒光粉中的量子點(diǎn)發(fā)生聚集，以及部分光可能被Si3N4吸收所導(dǎo)致的。

圖7 (a)由CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉、K2SiF6∶Mn4+紅色熒光粉和藍(lán)色I(xiàn)nGaN芯片制得的WLED的電致發(fā)光光譜和實(shí)物圖，插圖是WLED不工作時(左圖)和20 mA電流下工作時的圖片(右圖)；(b)制得的WLED對應(yīng)CIE坐標(biāo)圖；(c)不同驅(qū)動電流下(20～300 mA)WLED的電致發(fā)光光譜。

圖7(b)給出了該WLED的CIE坐標(biāo)圖，從圖中可以得出制得的WLED色域達(dá)到113.4% NTSC，說明其具有廣色域的優(yōu)勢。圖7(c)給出了在不同驅(qū)動電流下該WLED的EL光譜，可以看出，當(dāng)驅(qū)動電流從20 mA增加至120 mA時，綠光發(fā)射仍保持不變。當(dāng)驅(qū)動電流增加至180 mA時，綠光發(fā)射有略微下降，進(jìn)一步表明CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉有較好的穩(wěn)定性。

4 結(jié) 論

本文成功合成了穩(wěn)定的CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉，實(shí)驗(yàn)過程操作簡單，室溫下一步即可完成。CsPbBr3/Si3N4熒光粉最強(qiáng)發(fā)射峰位于513.4 nm處，半峰寬較窄，約為20 nm。CsPbBr3PQDs粉末與CsPbBr3/Si3N4熒光粉的對比實(shí)驗(yàn)表明，CsPbBr3/Si3N4熒光粉表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性及色穩(wěn)定性。變溫光譜結(jié)果表明，80 ℃時CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度能保持初始發(fā)光強(qiáng)度的87.4%；在去離子水中浸沒120 min后，CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度仍保持初始發(fā)光強(qiáng)度的75.5%。溫度85 ℃、濕度85%的恒溫恒濕條件下，7 d后CsPbBr3/Si3N4熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度仍能保持原發(fā)光強(qiáng)度的77.7%，并且半峰寬及最強(qiáng)發(fā)射波長幾乎沒發(fā)生改變，進(jìn)一步證明CsPbBr3/Si3N4熒光粉具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。在450 nm波長激發(fā)下，CsPbBr3/Si3N4熒光粉量子效率提高至35.4%。電致發(fā)光結(jié)果表明，CsPbBr3/Si3N4綠色熒光粉與KSF∶Mn4+、藍(lán)光芯片封裝制得的WLED色域?yàn)?13.4 % NTSC，流明效率為49.4 lm/W。

本文專家審稿意見及作者回復(fù)內(nèi)容的下載地址：http://cjl.lightpublishing.cn/thesisDetails#10.37188/CJL.20210085.