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拒絕重金屬!科學家研制出無鉛光致發光材料
文章來源:未知     點擊數: 次     更新時間:2018-10-12 13:37

 

(a)通過將新型光致發光0D材料與黃色熒光粉混合,科學家們能夠制作出白色光致發光薄膜,這是該材料的潛在應用之一;(b)通過簡單地調節0D材料和黃色熒光體的比例,可以改變光致發光膜的顏色。圖片來源:Advanced Materials

 

通過設計制造成本低廉的新型光致發光材料,使用無毒且穩定的起始材料,日本東京工業大學的科學家們已經增強了他們對光致發光的量子性質的理解。他們在Advanced Materials雜志的一篇論文中描述了這種新型光致發光材料。

 

理解和掌握光的產生可以使研究人員能夠為各類應用構建和改進各種光學和電子設備。量子點(QD)是一種特殊的納米粒子,在被激發時以特定頻率發光。但由于多種因素的共同作用,它們的應用目前受到限制:制造QD薄膜很困難,它們使用的是有毒的起始材料如鎘和鉛,合成成本高。

 

一些光致發光的零維(0D)材料(其中電子被限制在幾納米并且可以被激發產生光)也已經過測試,但它們仍然非常依賴于鉛。現在,由Hideo Hosono領導的東京工業大學的科學家們設法設計了一種新型的光致發光無鉛0D材料,并對其進行了分析,以深入了解光致發光材料的性質。

 

這種材料由銫、銅和碘(Cs3Cu2I5)構成,并具有晶體結構。銫原子限制了[Cu2I5 ] 3-,當被與激發QD的那些類似的特定頻率激發時,它們便發射藍光。研究人員能夠利用這種材料制造穩定且具有優異光致發光特性的薄膜。“這種薄膜在環境條件下表現出良好的穩定性,即兩個月內光致發光量子產率(PLQY)沒有明顯降低。”Hosono表示。

 

隨后該團隊進一步展示了這種材料的兩種應用。第一種應用是白色發光膜,通過將藍色發光材料與特定比例的黃色磷光體混合,以產生白光。然后可以簡單地改變所用成分的比例來制備發出不同顏色光的膜。

 

第二個應用是藍色LED,但它的電致發光(EL)性能并不好。然而,這使得團隊能夠更好地理解基礎EL機制,這將在未來的研究中發揮作用。Hosono總結道:“已經證明,基于Cu(I)鹵化物的低維化合物的探索是獲得無鉛高量子產率發光材料的新途徑。”這些材料有望在未來的光學和納米技術應用中發揮重要作用。

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