基于全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)的465 nm發(fā)光研究

文章編號(hào)：1005-5630（2024）05-0040-11 DOI：10.3969/j.issn.1005-5630.202303280077

摘要：為了對(duì)標(biāo)Rec.2020藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)：中心波長(zhǎng)為（465±3）nm，半高全寬小于20 nm，色域坐標(biāo)為（0.131，0.046），分別采用調(diào)節(jié)鹵素法、離子交換法和調(diào)節(jié)八面體層數(shù)法制備了藍(lán)色發(fā)光體系，研究了全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)在Rec.2020藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)的表現(xiàn)。結(jié)果表明，調(diào)節(jié)鹵素比例獲得的CsPbCl1.5Br1.5的發(fā)光波長(zhǎng)、單色性和發(fā)光強(qiáng)度等性能最佳，其中心波長(zhǎng)為463.9 nm，半高全寬為18.6 nm，色域坐標(biāo)為（0.137，0.041）。為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)基于全無(wú)機(jī)鈣鈦礦體系的高清藍(lán)色發(fā)光器件及顯示系統(tǒng)奠定了材料合成方面的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：鈣鈦礦；量子點(diǎn)；藍(lán)色發(fā)光；Rec.2020標(biāo)準(zhǔn)

中圖分類號(hào)：O 432.1+2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

The 465 nm light emission based on all-inorganic perovskite quantum dots

XU Liyun，XU Gongjie

（School of Optical-Electrical and Computer Engineering，University of Shanghai forScience and Technology，Shanghai 200093，China）

Abstract：The Rec.2020 blue light-emitting standard requires the center wavelength is（465±3）nm，and the full width at half maxima（FWHM）is less than 20 nm，and the color gamut coordinate is（0.131，0.046）.To benchmark the standard，the performance of all inorganic perovskite quantum dots was investigated.The various blue light-emitting series were synthesized via the methods of adjusting halogen ratio，ion-exchange，and adjusting the number of octahedral layers，respectively.Their performances for Rec.2020 blue light-emitting standard were discussed comprehensively.The results indicate that the CsPbCl1.5Br1.5 obtained by adjusting the halogen ratio has the best performance in terms of light-emitting wavelength，monochromaticity，luminescence efficiency，etc.，with a center wavelength of 463.9 nm，an FWHM of 18.6 nm，and acolor gamut coordinate of（0.137，0.041）.This work lays a foundation for the further development of high-definition blue light emitting devices and display systems based on all-inorganic perovskite systems.

Keywords：perovskite;quantum dot;blue-light emitting;Rec.2020 standard

引言

自2009年以來(lái)，有機(jī)–無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料引起了光電子學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。鈣鈦礦是具有ABX3結(jié)構(gòu)的化合物，其中A+為半徑較大的一價(jià)陽(yáng)離子，包括有機(jī)陽(yáng)離子甲胺CH3NH3+（MA+）、甲脒CH（NH）2+（FA+）以及無(wú)機(jī)陽(yáng)離子銫Cs+等；B2+為半徑較小的二價(jià)陽(yáng)離子，如Pb2+、Sn2+、Ge2+等；X?為鹵族元素Cl?、Br?、I?[1]。鈣鈦礦具有較大的吸收、較高的缺陷容忍度、較高的熒光量子效率（photoluminescence quantum yield，PLQY）、連續(xù)可調(diào)諧的帶隙、極廣的色域、簡(jiǎn)便的液相合成技術(shù)等優(yōu)勢(shì)[2]，在太陽(yáng)能電池[3]、發(fā)光二極管（light emitting diode，LED）及納米激光器[4-6]等器件中有廣泛應(yīng)用前景。

在2012年國(guó)際電信聯(lián)盟通過(guò)的《超高清電視系統(tǒng)節(jié)目制作和國(guó)際交換的參數(shù)數(shù)值》中，對(duì)于廣播的顯示標(biāo)準(zhǔn)有個(gè)新的建議，即ITU-R BT.2020，簡(jiǎn)稱為Rec.2020[7]。其中，紅光中心波長(zhǎng)為630 nm，綠光中心波長(zhǎng)為532 nm，藍(lán)光中心波長(zhǎng)為465 nm，偏差不超過(guò)3 nm；綠光和藍(lán)光的發(fā)光半高全寬（full width at half maximum，F(xiàn)WHM）小于20 nm，紅光的FWHM小于30 nm。全無(wú)機(jī)鈣鈦礦（CsPbX3）量子點(diǎn)（quantum dots，QDs）是鈣鈦礦常見(jiàn)的形態(tài)之一，它的尺寸在幾個(gè)到幾十個(gè)nm量級(jí)[8]。它具有明顯的量子限域效應(yīng)，其發(fā)光效率達(dá)到95%以上[9]。同時(shí)，全無(wú)機(jī)的屬性使其穩(wěn)定性在同類材料中脫穎而出[10]。它單色性好（FWHM在12～40 nm之間），發(fā)光色域廣（410～700 nm）[11]，可以覆蓋Rec.2020的全部范圍，優(yōu)于之前的量子點(diǎn)體系（只能覆蓋Rec.2020的85%）[8]。因此，全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)，有望成為未來(lái)顯示器件的發(fā)光材料。

目前，在鈣鈦礦發(fā)光領(lǐng)域，綠光、紅光及近紅外發(fā)射技術(shù)發(fā)展迅速[12-18]，LED的外量子效率（external quantum efficiency，EQE）達(dá)到了20.3%（綠光）[15]、21.3%（紅光）[16]和21.6%（近紅外光）[14，17-19]。但是，藍(lán)色熒光（發(fā)光波段在440～510 nm）的鈣鈦礦器件發(fā)展滯后，目前最高的藍(lán)光EQE是9.5%，但其中心波長(zhǎng)在483 nm，而且它是基于準(zhǔn)二維鈣鈦礦材料體系實(shí)現(xiàn)的[20]，而在465 nm處發(fā)光的最高EQE只有2.4%[21]。因此，基于鈣鈦礦量子點(diǎn)體系在465 nm發(fā)光的研究仍然很有必要。

單一鹵素成分的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)CsPbCl3的發(fā)光波長(zhǎng)在410 nm[11]，要想實(shí)現(xiàn)藍(lán)光功能，可以采取調(diào)節(jié)鹵素成分改變帶隙，或者利用量子局域化效應(yīng)進(jìn)行維度控制。通過(guò)改變鹵素離子組分，即制備成CsPb（BrxCl1-x）3的量子點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)短波長(zhǎng)藍(lán)色熒光發(fā)射[22-26]。Gangishetty等[22]通過(guò)調(diào)控CsPb（BrxCl1-x）3量子點(diǎn)中Br和Cl的比例，實(shí)現(xiàn)了峰值波長(zhǎng)為469 nm、EQE為0.5%的藍(lán)光LED發(fā)射。Ochsenbein等[23]將CsPb（BrxCl1-x）3量子點(diǎn)的EQE提升到了1%，其電致發(fā)光（electroluminescence，EL）的峰值波長(zhǎng)為463 nm。2020年，77a3403fec019927d4fbf4af7d3187a5Yang等[24]用配體輔助再沉淀的方法制備出了CsPb（BrxCl1-x）3藍(lán)光量子點(diǎn)（EL發(fā)光波長(zhǎng)為477 nm），將EQE進(jìn)一步提升到了1.96%。Hou等[26]通過(guò)在以上體系中進(jìn)行Mn摻雜，減少缺陷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了在466 nm處EQE為2.12%的發(fā)光性能。除了調(diào)節(jié)鹵素成分外，實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦量子點(diǎn)帶隙調(diào)節(jié)還有別的手段，例如利用鈣鈦礦“軟晶格”（soft-lattice）特點(diǎn)的離子交換法，利用維度控制調(diào)整八面體層數(shù)法，利用量子限域效應(yīng)控制量子點(diǎn)尺寸法等。而關(guān)于不同方法合成發(fā)光中心波長(zhǎng)在465 nm的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)的系統(tǒng)性研究并不多。

因此，本文分別采用混合鹵素法、離子交換法、調(diào)節(jié)八面體層數(shù)法制備了全無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPbX3量子點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了465 nm附近的藍(lán)光功能，并對(duì)其關(guān)鍵性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)的對(duì)比。其中，前兩種方法制備的CsPb（BrxCl1-x）3量子點(diǎn)，只需要調(diào)控鹵素離子的比例，即可實(shí)現(xiàn)Rec.2020標(biāo)準(zhǔn)中的藍(lán)色熒光，發(fā)光波長(zhǎng)為（465±3）nm，F(xiàn)WHM<20 nm。同時(shí)，本文還用配體輔助控制CsPbBr3八面體結(jié)構(gòu)層數(shù)實(shí)現(xiàn)了455 nm或471 nm處發(fā)光，但針對(duì)465 nm的目標(biāo)，這種方法仍需進(jìn)一步優(yōu)化。

1全無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPbX3量子點(diǎn)的制備

1.1材料及化學(xué)試劑

碳酸銫（Cs2CO3，TCI，>98.0%），1–十八烯（ODE，阿拉丁，>90%），油酸（OA，百靈威，90%），油胺（OAm，阿拉丁，80%～90%），氯化鉛（PbCl2，阿拉丁，99.99%），溴化鉛（PbBr2，阿拉丁，99.0%），甲苯（國(guó)藥化學(xué)，>99.5%），三正辛基膦（TOP，TCI，>85%），丙酮（國(guó)藥化學(xué)，>99.7%）。以上所有化學(xué)試劑純度均用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，未經(jīng)進(jìn)一步提純處理，均直接使用。

1.2油酸銫（CsOA）的制備

Cs2CO3（2.52 mmol，820 mg）和OA（2.64 mL）在錐形瓶中混合，然后加入40 mL ODE，加熱到120℃，干燥1h后，繼續(xù)加熱到150℃，直至Cs2CO3和OA完全反應(yīng)。由于油酸銫（CsOA）在室溫下容易從溶劑ODE中析出，故每次使用前，須將其加熱到120℃。

1.3調(diào)節(jié)鹵素成分法制備藍(lán)光全無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPb（BrxCl1-x）3量子點(diǎn)

此方法主要參考文獻(xiàn)[27]，制備流程如圖1（a）所示。制備方法如下：取PbCl2、PbBr2和ODE放入試管中，其用量參考表1。然后將試管置入170℃的油浴鍋中攪拌，加入OA和OAm使PbBr2和PbCl2充分溶解。對(duì)于PbCl2，還需加入1 mL TOP助溶。隨后，將溫度升高到190℃，加入0.4 mL CsOA，5 s后取出，冰水浴冷卻至室溫。最后將產(chǎn)物用離心機(jī)（10 000 r/min，20 min）進(jìn)行分離，去掉上層清液，用6 mL甲苯分散量子點(diǎn)。

1.4離子交換法制備藍(lán)光全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)

離子交換法主要參考文獻(xiàn)[28]，將1.3中所制備的CsPbBr3量子點(diǎn)浸入Cl–，由于鈣鈦礦軟晶格特點(diǎn)，Cl–會(huì)瞬間取代部分Br–[29]。將氯離子源PbCl2（0.10 mmol，278 mg）和4 mL ODE（可以過(guò)量10%）混合在試管中，加入0.8 mL TOP助溶，后加熱至170℃。然后分別注入OA和OAm各1.2 mL，等到PbCl2完全溶解后，將溫度降至室溫，得到離子源溶液。取一定量的PbCl2離子源溶液滴加到1 mL濃度為0.021 mol/L的CsPbBr3量子點(diǎn)分散液中。不同樣品，需要添加的PbCl2離子源的量如表2所示。

1.5調(diào)節(jié)八面體層數(shù)制備全無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPbBr3藍(lán)光體系

調(diào)節(jié)八面體層數(shù)屬于維度調(diào)控范圍，主要參考文獻(xiàn)[30-31]，其流程如圖1（b）所示。稱取碳酸銫（Cs2CO3）粉末（0.10 mmol，32.6 mg）置入玻璃瓶，加入10 mL油酸，攪拌至完全溶解，獲得濃度為0.01 mol/L的CsOA前驅(qū)體。稱取PbBr2粉末（0.10 mmol，36.7 mg）置入玻璃瓶，加入100μL油酸、100μL油胺和10 mL甲苯，在80℃條件下攪拌分散，得到濃度為0.01 mol/L的PbBr2前驅(qū)體。取加熱狀態(tài)的PbBr2前驅(qū)體滴入新玻璃瓶，然后滴加CsOA前驅(qū)體，5 s后滴加丙酮，持續(xù)攪拌。約1 min后，將懸濁液（8 000 r/min，8 min）離心。去除上清液后，分散至2 mL甲苯中。根據(jù)不同樣品需求，各前驅(qū)體和丙酮的用量如表3所示。

2結(jié)果與討論

2.1調(diào)節(jié)鹵素成分制備的CsPb（BrxCl1-x）3量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)

在調(diào)節(jié)鹵素成分制備CsPb（BrxCl1-x）3量子點(diǎn)的方法中，只需改變PbCl2和PbBr2的比例，便可以調(diào)節(jié)CsPb（BrxCl1-x）3的帶隙，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光波長(zhǎng)的移動(dòng)，這種方法簡(jiǎn)便易行，因此被廣泛采用[27]。圖2是基于圖1（a）制備的全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)，其中Cl–和Br–比例參考表1。吸收光譜測(cè)試采用的是Shimadzu UV–2600紫外分光光度計(jì)；樣品的光致發(fā)光譜（PL譜），測(cè)試光源為ZEISS Axio Scope A1顯微鏡的汞燈光源，光譜儀為Idea Optics PG2000–Pro。從圖2（a）中可以看出，當(dāng)Br–的比例逐漸增加時(shí)，其熒光從紫色變到藍(lán)色，然后再到綠色；同時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度也在增大，這與文獻(xiàn)[11]的報(bào)道一致。當(dāng)量子點(diǎn)中Cl?的比例較高時(shí)，會(huì)引發(fā)大量的鹵素離子（X?）空位缺陷，進(jìn)而嚴(yán)重影響了量子點(diǎn)的發(fā)光效率，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度變低[32-33]。寬帶隙半導(dǎo)體材料的量子效率較低，主要是晶體缺陷會(huì)在禁帶中引入缺陷能級(jí)，形成復(fù)合中心，影響輻射復(fù)合過(guò)程，典型代表是ZnO[34]。從圖2（b）中可看出，它們的吸收譜都有一個(gè)明顯的吸收峰，這是量子點(diǎn)的激子效應(yīng)形成的，說(shuō)明該量子點(diǎn)尺寸小于其激子的有效玻爾半徑[35]，符合零維材料（量子點(diǎn)）的特點(diǎn)。隨著B(niǎo)r?的比例增大，吸收峰的位置從416 nm逐漸紅移到518 nm，這符合通過(guò)調(diào)節(jié)鹵素成分實(shí)現(xiàn)帶隙調(diào)節(jié)的預(yù)期[11]。樣品的PL譜如圖2（c）所示，鈣鈦礦量子點(diǎn)的熒光峰從428 nm紅移至520 nm，這一趨勢(shì)和吸收保持一致。將以上數(shù)據(jù)匯總到圖2（d）～（e）后，可以看出，PL譜中包含了符合Rec.2020標(biāo)準(zhǔn)的465 nm發(fā)光的結(jié)果[7]。其中樣品A2（即PbBr2和PbCl2的比例達(dá)到1∶1時(shí)）的發(fā)光峰在463.9 nm，符合（465±3）nm范圍。同時(shí)，A2的FWHM為18.6 nm（如圖2（e）所示），在20 nm以下，也符合新標(biāo)準(zhǔn)要求。

將樣品的PL結(jié)果標(biāo)識(shí)在色域圖中，如圖2（f）所示。其中，A2的色域坐標(biāo)為（0.137，0.041），與Rec.2020藍(lán)光色域坐標(biāo)（0.131，0.046）[7]相比，它是最為接近的。因此，PbBr2和PbCl2的比例為1∶1時(shí)制備出來(lái)的CsPbBr1.5Cl1.5量子點(diǎn)的熒光性質(zhì)符合Rec.2020中藍(lán)色熒光的要求。

2.2基于離子交換制備的CsPb（BrxCl1-x）3量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)

由于鈣鈦礦“軟晶格”特點(diǎn)[29]，其鹵素離子的交換速度非常快（塊體在分鐘量級(jí)，納米晶體在數(shù)秒的量級(jí)）。同時(shí)，CsPbBr3量子點(diǎn)的穩(wěn)定性和量子產(chǎn)率都非常高，能夠形成規(guī)則的微納結(jié)構(gòu)。因此，可以利用離子交換技術(shù)[28]將CsPbBr3量子點(diǎn)的部分Br–替換成Cl–，達(dá)到發(fā)光波長(zhǎng)從520 nm下降到465 nm的目的。根據(jù)Cl–比例的不同，制備參數(shù)見(jiàn)表2，得到的樣品性能如圖3所示。圖3（a）是樣品甲苯分散液的熒光照片，隨著PbCl2離子源的增多，樣品從綠色逐漸過(guò)渡到藍(lán)色和藍(lán)紫色。同時(shí)，熒光的亮度也在逐漸減弱。顏色變化緣于Cl–逐步取代Br–的結(jié)果，形成CsPb（BrxCl1-x）3。發(fā)光強(qiáng)度變?nèi)醯脑?，一是因?yàn)榱孔有实慕档停侨搜垡曇?jiàn)函數(shù)所決定的（弱光條件下，人眼最敏感的光波長(zhǎng)是510 nm）[36]。從圖3（b）吸收譜可以看出這個(gè)過(guò)程，激子吸收峰值逐步從520 nm藍(lán)移至461.5 nm。樣品的PL譜，如圖3（c）所示，也呈現(xiàn)出類似的趨勢(shì)，發(fā)光中心波長(zhǎng)從520 nm藍(lán)移至466.8 nm。將以上數(shù)據(jù)匯總，可得圖3（d），可以看到B1（即CsPbBr3 QD）的斯托克斯位移較小，可能是樣品的均一性略差，量子尺寸效應(yīng)導(dǎo)致發(fā)光展寬[11]，進(jìn)而使得吸收與發(fā)光重合度較高，這點(diǎn)可以從其高達(dá)25 nm的FWHM（圖3（e））得到驗(yàn)證。B2～B4的單色性比較好，即FWHM較小，都在20 nm附近，如圖3（e）所示。將4個(gè)樣品的PL譜標(biāo)在色域圖中，得到圖3（f），可以明顯看出從綠色、藍(lán)綠色、天藍(lán)色到深藍(lán)色的變化趨勢(shì)。綜合以上分析，樣品B4基本符合Rec.2020標(biāo)準(zhǔn)要求，發(fā)光中心波長(zhǎng)在466.8 nm，符合（465±3）nm范圍；FWHM為17.9 nm，在20 nm以下，符合單色性要求；其在色域圖上的坐標(biāo)為（0.132，0.050），也與標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)（0.131，0.046）非常接近。

2.3不同八面體層數(shù)制備的CsPbBr3納米片的光學(xué)性質(zhì)

在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中，鉛與鹵素形成八面體結(jié)構(gòu)[PbX6]4?，可以通過(guò)控制八面體[PbX6]4?和Cs+的比例，實(shí)現(xiàn)對(duì)八面體層數(shù)的控制，進(jìn)而產(chǎn)生量子限域效應(yīng)，并改變帶隙，調(diào)節(jié)鈣鈦礦的發(fā)光波長(zhǎng)。而且，這種手段的實(shí)現(xiàn)不需要加熱，在室溫下就可以實(shí)現(xiàn)，操作簡(jiǎn)單[30-31]。

此時(shí)，依然在CsPbBr3這個(gè)高量子產(chǎn)率和高穩(wěn)定性體系內(nèi)，通過(guò)控制Cs+、Pb2+和反溶劑的比例，制備出不同層數(shù)的CsPbBr3納米片，樣品C1，C2和C3制備參數(shù)見(jiàn)表3，它們的光學(xué)性質(zhì)如圖4所示。隨著Cs+和八面體結(jié)構(gòu)的比值增大，得到的CsPbBr3中八面體層數(shù)更厚，其發(fā)光波長(zhǎng)逐漸紅移，如圖4（a）所示，3個(gè)樣品的發(fā)光顏色分別為藍(lán)紫色、深藍(lán)色和天藍(lán)色。從光譜角度分析，3個(gè)樣品的吸收譜和PL譜如圖4（b）～（c）所示。C1，C2，C3的激子吸收峰的中心波長(zhǎng)分別為428 nm、450.5 nm、459.5 nm。而且它們的激子吸收峰異常明顯，說(shuō)明這種方法形成的納米片量子效應(yīng)非常明顯。這是因?yàn)樗鼈兊暮穸戎挥?～2 nm，明顯低于量子點(diǎn)或納米晶體的尺寸（約10 nm）。形成的尺寸越小，相應(yīng)的激子效應(yīng)越明顯。這是因?yàn)閹?kù)倫屏蔽效應(yīng)越弱，其激子束縛能越大[35]。3個(gè)樣品的PL譜發(fā)光中心波長(zhǎng)分別在431 nm、455 nm和471 nm，與文獻(xiàn)[31]報(bào)道相比較，可以判別C1，C2，C3這3個(gè)樣品的八面體層數(shù)分別為2層、3層和4層。3個(gè)樣品的FWHM分別為14.1 nm、27.5 nm和26.5 nm，C2和C3單色性較差，主要緣于寄生峰的存在，如圖4（c）所示擬合結(jié)果。對(duì)C2而言，主體鈣鈦礦納米片以3層為主，但里面也存在著4層的鈣鈦礦樣品，其發(fā)光波長(zhǎng)在471 nm（與C3中心波長(zhǎng)相同）。而C3的寄生峰在483 nm，對(duì)應(yīng)于5層八面體鈣鈦礦納米片[31]，如圖4（d）所示。這3個(gè)樣品的光譜在色域圖上的位置如圖4（e）所示，C1，C2和C3這三者的色域圖坐標(biāo)分別為（0.165，0.011）、（0.140，0.043）和（0.114，0.106），其中C2和Rec.2020建議標(biāo)準(zhǔn)（0.131，0.046）最接近。

2.4 3種方法制備的藍(lán)光全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)的性能比較

綜合2.1～2.3，3個(gè)樣品A2，B4和C2比較接近Rec.2020藍(lán)色顯示標(biāo)準(zhǔn)的要求，將它們的主要性能匯總于圖5。

從Rec.2020關(guān)于波長(zhǎng)的要求（465±3）nm來(lái)看，A2和B4均符合要求，A2為463.9 nm，B4為466.8 nm。C2主峰波長(zhǎng)為454.8 nm，寄生峰為471.2 nm，這2個(gè)峰距離465 nm的標(biāo)準(zhǔn)線均比較遠(yuǎn)，不能滿足要求，如圖5（a）～（b）所示。從單色性的要求（FWHM不高于20 nm）來(lái)看，A2的FWHM為18.6 nm，B4的FWHM為17.9 nm，兩者都符合要求；而C2的FWHM高達(dá)27.5 nm，不符合單色性要求，如圖5（c）所示。而從色域圖上的位置來(lái)看，Rec.2020中標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)色坐標(biāo)為（0.131，0.046），A2坐標(biāo)為（0.137，0.041），B4坐標(biāo)為（0.132，0.050），C2坐標(biāo)為（0.140，0.043），其中B4離標(biāo)準(zhǔn)最近，如圖5（d）所示。由以上分析可知，A2和B4性能相當(dāng)。若要用于顯示，它們的發(fā)光強(qiáng)度也是重要指標(biāo)。圖5（e）給出了兩種相同濃度鈣鈦礦量子點(diǎn)的PL對(duì)比，可以看出A2的峰值發(fā)光強(qiáng)度是B4的3.2倍。

綜上所述，對(duì)于全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)體系而言，從發(fā)光波長(zhǎng)、單色性、發(fā)光效率等方面考慮，改變鹵素比例成分獲得的A2是實(shí)現(xiàn)Rec.2020藍(lán)色顯示標(biāo)準(zhǔn)的最佳選擇。

3總結(jié)

全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)具有量子產(chǎn)率高，發(fā)光帶隙可調(diào)諧，色域廣，穩(wěn)定性相對(duì)較強(qiáng)，合成方法簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，成為近年來(lái)光電子器件的研究熱點(diǎn)。針對(duì)Rec.2020藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn)：中心波長(zhǎng)為（465±3）nm，F(xiàn)WHM小于20 nm，色域坐標(biāo)為（0.131，0.046），本文分別采用了調(diào)節(jié)鹵素成分法、離子交換法和調(diào)節(jié)八面體層數(shù)法制備了基于全無(wú)機(jī)鈣鈦礦量子點(diǎn)在465 nm附近的藍(lán)色發(fā)光體系。綜合發(fā)光波長(zhǎng)、單色性和發(fā)光強(qiáng)度等性能，調(diào)節(jié)鹵素比例法獲得的CsPbCl1.5Br1.5性能最佳，其中心波長(zhǎng)為463.9 nm，F(xiàn)WHM為18.6 nm，色域坐標(biāo)為（0.137，0.041）。離子交換也可獲得顯示標(biāo)準(zhǔn)要求的性能，但其發(fā)光效率相對(duì)較低，僅為調(diào)節(jié)鹵素法獲得的樣品的30%左右；調(diào)節(jié)八面體結(jié)構(gòu)獲得的樣品，發(fā)光中心波長(zhǎng)及單色性（緣于寄生峰）都不能滿足要求。如將CsPbCl1.5Br1.5做成發(fā)光器件，還需進(jìn)一步對(duì)其絕對(duì)量子效率、穩(wěn)定性（主要針對(duì)相分離）、導(dǎo)電性等做進(jìn)一步系統(tǒng)性研究。本文為進(jìn)一步推動(dòng)基于全無(wú)機(jī)鈣鈦礦體系的高清藍(lán)色發(fā)光器件及顯示系統(tǒng)奠定了材料合成基礎(chǔ)。

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（編輯：李曉莉）