Small Methods:全无机钙钛矿纳米晶的光物理性质和发光器件应用综述

有机无机杂化钙钛矿材料凭借其制备方法简单、带隙可调,吸收系数大、缺陷密度低、光学增益高等优点在光电器件领域具有广阔的应用前景。然而,伴随着有机无机杂化钙钛矿材料在太阳能电池、发光二极管(LED)、激光等领域的迅猛发展,稳定性差的问题日渐突显,成为了阻碍该材料在实际应用中的关键瓶颈。近年来,全无机钙钛矿纳米晶受到了广泛的研究关注。相比于有机无机杂化钙钛矿材料,全无机钙钛矿纳米晶具有相近甚至更加优异的光学性质,并且在稳定性方面具有明显的优势。因此,基于全无机钙钛矿纳米晶的光电器件的研究取得了突飞猛进的发展。

近期,新加坡南洋理工大学的王跃博士和孙汉东教授梳理了目前基于全无机钙钛矿纳米晶的基础光物理研究进展及其在光电器件领域的应用。首先,该综述总结了无机钙钛矿纳米晶的制备方法,并讨论了钙钛矿纳米晶的形貌调控策略,其中主要包括零维量子点、一维纳米线和二维纳米片等。然后,作者从晶体结构和电子结构出发,探讨了全无机钙钛矿纳米晶的稳态吸收和自发辐射,瞬态发光和吸收,非线性光学性质,激子和多激子行为,光学增益等基础光物理特性。紧接着,作者梳理了近三年来全无机钙钛矿纳米晶在发光器件中的应用及其发展历程,主要包括LED和微纳激光器等。最后,基于对当前该领域研究工作的总结,作者对全无机钙钛矿纳米晶在将来应用中存在的挑战与前景做出了展望,并指出了全无机钙钛矿纳米晶的含毒性等问题和可行的解决方案。相关论文在线发表在Small Methods(DOI: 10.1002/smtd.201700252)上,第一作者为王跃博士,现任南洋理工大学博士后,导师为孙汉东教授。

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