钾离子掺杂CsPbCl3∶Mn钙钛矿量子点的荧光性能

常 鹏， 翟 玥， 吴 娜， 张 宏， 邾强强， 王 乐

(中国计量大学 光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018)

1 引 言

近年来，Mini/Micro-LED以其高亮度、高分辨率、高响应速度和低功耗等优良的特性在显示行业得到了迅速的发展[1-3]。当前，采用“紫外光/蓝光Micro-LED+量子点荧光转换材料”来实现全彩化显示的技术呈现出越来越多的潜力，成为了当前的研究热点[4]。在众多量子点材料中，全无机铯铅卤CsPbX3(X=Cl，Br，I)钙钛矿量子点(PQDs)由于其高荧光量子效率、可调谐的窄荧光发射谱带、宽的色域范围和纳米级颗粒尺寸等优势，在照明及显示、太阳能电池和光电探测器等光电领域受到了广泛的关注[5-10]。然而，PQDs组分中存在着大量的铅元素，这些元素的毒性会对人体健康及环境造成不可逆转的危害，进而严重限制了其大规模的商业化应用[11-12]。因此，为了满足实际应用的需求，开发具有低毒性和高荧光性能的PQDs是十分必要的。

到目前为止，大量的研究结果表明，使用异质离子掺杂的策略是解决这一问题的一种有效手段[13-15]。其中，利用Mn2+离子作为掺杂剂来改善CsPbX3(X=Cl，Br，I)PQDs光物理性能的研究受到了众多研究者的关注。2016年，Son课题组首次提出Mn2+离子掺杂能够提高CsPbX3(X=Cl，Br)PQDs的荧光性能，同时通过激子和Mn2+离子之间的能量传递可以敏化Mn2+离子的发光[16]。Yang课题组采用高温热注入法制备了Mn2+离子掺杂率高达46%的CsPbxMn1-xCl3PQDs[17]。经优化实验条件，他们发现PQDs最佳荧光量子效率可达54%。近期，Zhao课题组通过Ni2+离子的掺杂显著提高了CsPbCl3∶Mn2+PQDs的荧光量子效率和Mn2+离子的掺杂率[18]。由于共掺杂PQDs中缺陷态的减少以及Mn2+离子掺杂率的提高，量子点的荧光量子效率达到了70%。……