南京邮电大学计算机考研，南京邮电大学计算机考研分数线
近期，西北工业大学黄维院士和南京邮电大学陈淑芬教授团队在Research上发表了题为“Stable and Efficient Red Perovskite Light-Emitting Diodes Based on Ca2+-Doped CsPbI3 Nanocrystals”的文章，使用Ca2+作为CsPbI3纳米晶（NCs）的B位掺杂离子来提升CsPbI3 NCs的晶相稳定性和发光二极管（LED）性能。
Citations：Wei Shen, Jianbin Zhang, Ruimin Dong, Yanfeng Chen, Liu Yang, Shuo Chen, Zhan Su, Yujun Dai, Kun Cao, Lihui Liu, Shufen Chen, Wei Huang, “Stable and Efficient Red Perovskite Light-Emitting Diodes Based on Ca2+-Doped CsPbI3 Nanocrystals”, Research, vol. 2021, Article ID 9829374, 11 pages, 2021.
https://doi.org/10.34133/2021/9829374
01
研究背景
全无机钙钛矿ABX3（A = Cs+，B = Pb2+，X = Cl-、Br-、I-）纳米晶体（NCs）具有荧光量子产率高、色纯度好和易于加工等特性，在照明、显示、探测等领域具有广泛的应用前景。但是制约其“大展宏图”的潜在问题之一就是某些全无机钙钛矿材料在常温下会“骨架变形”（晶相转变），而光电性能也随之变差。例如：光电性能好的立方相（α-CsPbI3）在常温下极易转变为光电性能差的正交相（δ-CsPbI3）。因此，只有稳定α-CsPbI3 NCs的晶相，才能获得稳定、高性能CsPbI3 NCs LED。
02
研究进展
如何让钙钛矿稳定地保持立方相而“骨架不变形”呢？通常B位掺杂碱土金属（IIA族）离子是提升α-CsPbI3晶相稳定性和光学性能的有效途径。根据同主族元素的性质变化规律，尺寸相对较小、不易水解的Ca2+是该族元素中最佳的选择。
西北工业大学黄维院士和南京邮电大学陈淑芬教授团队提出“补钙”策略来抑制CsPbI3NCs的相变，提高其“骨架”稳定性。他们通过使用成本低廉的醋酸钙来合成Ca2+掺杂的CsPbI3NCs，利用Ca2+较小的离子半径来提高CsPbI3的容忍因子从而提升其晶相稳定性。实验结果表明，Ca2+掺杂的CsPbI3NCs溶液在空气中存储147天后，仍然能维持初始荧光强度的80%左右，且NCs形貌和尺寸仍较为规整，没有发生团聚；对比实验结果发现，未掺杂的CsPbI3NCs在存储147天后仅能维持初始荧光强度的36%左右，且NCs发生了明显的尺寸和形貌的变化。同时，制备的CsPbI3NCs薄膜稳定性良好，在空气中保存58天后仍为立方相，在紫外灯下依然发射明显的红色荧光；而未掺杂的CsPbI3薄膜28天后发生了相变，表现出了明显的荧光衰退（图1）。
图1 （a-d）不同Ca2+掺杂量的CsPbI3NCs薄膜在空气中（40%~50% RH, 20 ± 5 ℃）保存不同时间后的XRD谱图，（e）自然光下和（f）紫外光下的薄膜照片
Ca2+掺杂不仅提高了CsPbI3NCs的稳定性，还显著降低了薄膜的缺陷密度，并调控了其费米能级，使CsPbI3NCs薄膜从n型半导体转变为双极型半导体从而提升空穴注入效率，最终构筑的LED实现了790 cd/m2的最大亮度和7.8%的最大外量子效率（EQE），该器件在5 mA/cm2的条件下工作寿命为85 min。与未掺杂的CsPbI3LED相比，EQE提升了约3倍，器件寿命提高了约2.2倍（图2）。
图2 （a）器件能级示意图，（b）J-V曲线，（c）L-V曲线，（d）EQE曲线，（e）EL光谱，（f）LED器件稳定性曲线
03
未来展望
B位掺杂Ca2+策略能显著改善CsPbI3NCs的晶相稳定性和LED性能，该策略与CsPbI3NCs的配体钝化策略协同，可同时改善晶体内部的晶相稳定性和晶体表面的配体稳定性，最终有望实现稳定、高性能的CsPbI3NCs LED，推动钙钛矿材料在照明、显示行业中的应用。
04
作者简介
黄维，中国科学院院士，俄罗斯科学院外籍院士，中国有机电子学与柔性电子学的主要奠基者，西北工业大学教授、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，国家“973计划”项目首席科学家。主要研究领域为纳米材料与技术和有机电子与器件等。在有机光电子学、柔性电子学等领域取得了大量系统性、创新性的研究成果。
陈淑芬教授现任南京邮电大学材料科学与工程学院副院长，江苏省信息显示与白光照明工程中心副主任，塑料电子研究所所长。陈淑芬教授一直围绕有机发光器件、有机太阳电池、钙钛矿发光器件、钙钛矿太阳电池等领域展开研究工作。
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07-2021
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《Research》是中国科协与美国科学促进会于2018年共同创办的定位为国际化、高影响力、世界一流水平、综合性、大型OA科技期刊，是美国《Science》自1880年创刊以来第一本合作期刊。主要发表先进能源、先进制造、先进材料、人工智能、环境科学、柔性电子、健康科学、信息科学、微纳科技、量子信息、空间科学，11个热点交叉领域突破性原创研究成果。主编(中国)为中国科协副主席、中国科学院院士包为民，主编(国际)为美国明尼苏达大学麦克凯特杰出教授崔天宏。第二届编委会由许宁生、高松、黄如、李兰娟、饶子和、俞书宏、崔铁军等国内外50余位院士在内的170位编委组成。已被CAS、CNKI、CSCD、DOAJ、EI、SCIE、INSPEC、PMC、Scopus、SAO/NASA Astrophysics Data System数据库收录。
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e-ISSN: 2639-5274
p-ISSN: 2096-5168
CN: 10-1541/N
DOI Prefix: 10.34133
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