范樓珍老師Nat. Commun.文章介紹
在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助下，范樓珍教授課題組在熒光碳納米材料領(lǐng)域取得重大突破，實(shí)現(xiàn)了碳納米材料高色純度窄帶寬熒光發(fā)射，改變了傳統(tǒng)的碳納米材料熒光寬發(fā)射的觀念。研究成果以“Engineering triangular carbon quantum dots with unprecedented narrow bandwidth emission for multicolored LEDs”為題于2018年6月8日在Nature子刊Nature Communications（《自然-通訊》）上在線發(fā)表。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-04635-5。
近年來，碳量子點(diǎn)(CQDs)作為一種尺寸小于10 nm的新型熒光碳納米材料，具有熒光可調(diào)性、良好的光熱穩(wěn)定性、低毒性及環(huán)境友好性、高的電子遷移率等優(yōu)點(diǎn)，在電致LEDs領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。然而，目前CQDs均表現(xiàn)出較差的發(fā)光色純度，熒光光譜半峰寬(FWHM)往往在80-150 nm之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于含有重金屬鎘和鉛元素的傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的FWHM (<40 nm)，從而極大地限制了CQDs在高效LEDs顯示技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。如何實(shí)現(xiàn)CQDs高色純度窄帶寬熒光發(fā)射一直是困擾科學(xué)家的難題。
最近，范樓珍教授課題組設(shè)計(jì)合成了一種新型的不同尺寸大小的高結(jié)晶度三角形結(jié)構(gòu)CQDs(NBE-T-CQDs)，實(shí)現(xiàn)了其從藍(lán)色到紅色的高色純度窄帶寬熒光發(fā)射，其FWHM僅為30 nm，最高量子產(chǎn)率達(dá)72%。飛秒瞬態(tài)吸收光譜和低溫變溫?zé)晒夤庾V及理論計(jì)算結(jié)果表明，獨(dú)特的高結(jié)晶度三角形結(jié)構(gòu)CQDs表現(xiàn)出較弱的電子-聲子耦合作用以及非常簡單的激發(fā)態(tài)弛豫過程，這是其產(chǎn)生高色純度窄帶寬熒光發(fā)射的根本原因。通過與華北電力大學(xué)譚占鰲教授以及香港科技大學(xué)楊世和教授課題組合作，以NBE-T-CQDs作為活性發(fā)光層，制備了高色純度、高性能、高穩(wěn)定性、全色電致LEDs。這項(xiàng)研究工作表明高色純度窄帶寬熒光發(fā)射CQDs可以作為理想候選材料用于發(fā)展下一代高效穩(wěn)定廣色域的LEDs顯示技術(shù)。
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