重庆大学臧志刚教授课题组 Laser & Photonics Reviews：室温法合成的高稳定CsPbBr3@ZrO2纳米晶及可见光通信

创新点：

重庆大学臧志刚课题组在室温下采用宽带隙的ZrO₂包覆CsPbBr₃纳米晶形成Type I型异质结，该结构不仅有效地把电子空穴限制在纳米晶中，还能有效地隔绝外部环境，从而显著提高了纳米晶的量子产率、热稳定性和水稳定性。此外，基于这类包覆的纳米晶WLEDs用于可见光通信，表现出典型的低通频率响应，具有2.7 MHz的-3 dB带宽。

关键词：CsPbBr₃纳米晶，稳定性，Type I型异质结，白色发光二极管，可见光通信

分类：光子；能源；表明与界面；纳米

配图：

图1 (a) CsPbBr₃@ZrO₂纳米晶合成示意图，(b) 基于CsPbBr₃@ZrO₂纳米晶的WLEDs的EL光谱图（插图显示有驱动电压的器件的照片），(c) 可见光通信系统示意图，(d) 电-光-电（EOE）频率响应图，(e) 信噪比（SNR）图，(f) 比特加载（Bit loading）图

近年来，无机钙钛矿CsPbX₃（X = Cl，Br和I）纳米晶由于其较高的荧光量子产率（PLQY）、半高宽窄、光谱可调等优点受到广泛关注。通过热注入方法合成的CsPbBr₃纳米晶PLQY很容易超过90%，但是，热注入法具有复杂的合成工艺（如高温，保护气），另外，CsPbBr₃纳米晶的稳定性较差也妨碍了其实际应用。

重庆大学臧志刚教授课题组针对这一问题通过简便的方法在室温下制备了ZrO₂包覆的CsPbBr₃纳米晶相关结果发表在Laser & Photonics Reviews上。

CsPbBr₃纳米晶与ZrO₂形成Type I 结构，电子和空穴被限制在CsPbBr₃纳米晶中，辐射复合因此增强。 结果显示PLQY也得到增加，从37%提升至80%。由于ZrO₂的包覆，热稳定性和水稳定性也得到提升，CsPbBr₃@ZrO₂纳米晶在 60 ℃加热90 min后能够保持在原来的荧光强度的81%，而纯的CsPbBr₃纳米晶只有原来强度的34%。此外，CsPbBr₃@ZrO₂纳米晶在加入一定量的水70 min后能够保持在原来的荧光强度的70%，而纯的CsPbBr₃纳米晶发光已经淬灭。

同时，将CsPbBr₃@ZrO₂纳米晶与红色荧光粉在蓝光LED芯片上制备了WLEDs。所制备的WLEDs流明效率为64.0 lm W^-1_，色坐标在（0.351，0.346），相关色温（CCT）为4743 K。将这种WLEDs作为光源应用于可见光通信（VLC），-3 dB带宽约为2.7 MHz。经过OFDM调制，显示出高传输速率33.5 Mbps。该研究工作为实现高效率WLEDs和高可见光通信传输速率提供了一种新思路。

论文信息：

Room Temperature Synthesis of Stable Zirconia-Coated CsPbBr₃Nanocrystals for White Light-Emitting Diodes and Visible Light Communication

Qionghua Mo, Chen Chen, Wensi Cai, Shuangyi Zhao, Dongdong Yan, and Zhigang Zang*

Laser & Photonics Reviews

DOI: 10.1002/lpor.202100278

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202100278