近日，鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院材料物理研究所在《Advanced Materials》期刊上發(fā)表了題為“Ligand-induced cation-π interactions enable high-efficiency, bright and spectrally stable Rec. 2020 pure-red perovskite light-emitting diodes”的研究性論文。

鄭州大學(xué)為第一單位，物理工程學(xué)院青年研究員張繼斌、南京郵電大學(xué)青年教師蔡波、暨南大學(xué)周鑫博士為論文共同第一作者，電子科技大學(xué)白賽教授、南京理工大學(xué)曾海波教授、暨南大學(xué)侯林濤教授為共同通訊作者，瑞典林雪平大學(xué)高峰教授也對本工作給予了有力支持。

金屬鹵化物鈣鈦礦發(fā)光材料由于其合成方法簡單、色純度高、色域?qū)?、可溶液加工等?yōu)點(diǎn)有望用于下一代發(fā)光二極管?；禧u素CsPb(Br/I)3鈣鈦礦納米晶是實現(xiàn)高效紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED）的有效途徑之一，但是在制備和洗滌過程中納米晶表面鹵素會隨著配體脫落，進(jìn)而在納米晶表面留下大量不完整的鉛鹵八面體—即鹵素空位缺陷，這嚴(yán)重影響材料的發(fā)光效率和光譜穩(wěn)定性。

基于此，鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院張繼斌、史志鋒等研究人員曾提出采用苯磺酸根作為“等效鹵素”陰離子對CsPb(Br/I)3納米晶表面不完整的鉛鹵八面體進(jìn)行修復(fù)的策略，實現(xiàn)了EQE超過23%的純紅光PeLED（Adv. Mater. 2023, 35, 2209002.），然而該器件的最大亮度僅為1510 cd m-2，仍落后于綠光PeLED。

在本工作中，研究人員采用一種含富電子芳雜環(huán)的固體配體色氨酸對CsPb(Br/I)3納米晶進(jìn)行后處理，通過引入金屬陽離子（未配位的Pb2+）與共軛環(huán)上Π電子間的非共價相互作用，對CsPb(Br/I)3納米晶表面不完整的鉛鹵八面體進(jìn)行剝落，進(jìn)而消除鹵素空位缺陷對材料發(fā)光和穩(wěn)定性的影響。采用這種性能優(yōu)異的CsPb(Br/I)3納米晶制備發(fā)光器件，同時對器件的制備工藝及結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)了亮度為12,910 cd m-2、EQE為22.8%的純紅光PeLED，且器件具有很好的光譜穩(wěn)定性，是目前滿足Rec. 2020標(biāo)準(zhǔn)、亮度最高的純紅光PeLED。

上述研究成果為共軛配體與鈣鈦礦納米晶相互作用機(jī)理的研究及配體設(shè)計提供了新的思路。（來源：鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院）

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