首要问题:稳定在MOF中的钙钛矿纳米晶体可以制造明亮且稳定的LED。
在这里，来自美国洛斯阿拉莫斯实验室(Los Alamos Laboratories)和其他单位的研究人员证明了稳定在金属有机框架(MOF)薄膜中的钙钛矿纳米晶体可以产生明亮稳定的led。MOF薄膜中的钙钛矿纳米晶在连续的紫外照射、热应力和电应力下都能保持光致发光和电致发光。光学和X射线光谱表明，强发射来自局域载流子复合。钙钛矿型MOF纳米晶发光二极管的最大外量子效率超过15%，超过105 cdm 2的高亮度。在LED工作过程中，纳米晶可以很好的受到MOF基体的保护，不会发生离子迁移和晶体合并，可以有50小时以上的稳定性能。相关论文发表在2021的《自然光子学》杂志上，题目是“金属-有机框架中稳定的钙钛矿纳米晶体制成的明亮稳定的发光二极管”。
纸质链接:
/articles/s 41566-021-00857-0
金属卤化物钙钛矿纳米晶体是新兴的光学发射体，具有可调的光学带隙、改善的色纯度和高的光致发光量子产率(PLQY)。这些特征归因于纳米结构中的限制效应、电子-空穴对结合能和电荷局域化。薄膜可以通过溶液法制备，这使得钙钛矿纳米晶体成为发光二极管、激光器和辐射闪烁体的有吸引力的候选材料。令人印象深刻的是，基于钙钛矿纳米晶体的LED已经达到了超过20%的创纪录的外部量子效率(EQE)。尽管有这些优点，稳定钙钛矿纳米晶体仍然是一个挑战。结果表明，在环境条件下，CsPbBr 3纳米晶可以合并到体相，使发射特性猝灭十倍。也有人提出，在潮湿环境中，纳米晶体在持续的紫外线(UV)照射下可以分解回它们的前体，这是在显示器中使用时的一个关键问题。
为了解决这些问题，人们付出了很大的努力来设计更强的配体，添加添加剂和引入交联剂，以保护纳米晶体免受周围环境的影响。为了解决这些瓶颈，最近一些有趣的概念巧妙地使用金属有机框架(MOF)作为基质，其中包含钙钛矿纳米晶体。这种体系表现出显著改善的材料稳定性，PLQY值超过50%。MOF的多孔性与钙钛矿型纳米晶的光电特性相结合，使该材料在光电化学和催化方面具有巨大的应用前景。然而，这些研究大多集中在粉末的使用上，钙钛矿MOF(PeMOF)结构从未在LED应用中用作发射层。这主要是由于沉积高质量二极管所需的均匀薄膜的挑战。此外，为了实现有效的电荷注入，需要通过添加大量绝缘成分来考虑导电性的权衡。(文:Aisingiorro Star)
图1 | PEM薄膜的形成和表征。
图2 | PEMA薄膜的PEMA图像分析。
图3 | LED器件的性能特征分析。