結晶格子の歪みを制御したペロブスカイト量子ドットの晶析条件とフロー合成法の確立

可控晶格畸变钙钛矿量子点结晶条件及流动合成方法的建立

• 批准号: 22KJ0327
• 负责人: 佐藤 亮太
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0327/
• 关键词: ペロブスカイト量子ドット; Aサイト; 格子歪み; バンドギャップ; 発光波長; 発光量子収率

次世代LED光源として有望なAPbX3型ペロブスカイト量子ドット（PeQDs）の発光特性の最大化を目的とした。具体的には、Aサイトを複数の元素で構成したAサイト混合型PeQDs（AxA'1-xPbX3型PeQDs）により、そのバンド構造を精緻に制御し、これまで未踏であった「精緻な発光波長制御」と「発光量子収率（PLQY）の最大化」を達成した。AxA'1-xPbX3型PeQDsの作製には、簡便な環境下で目的物を晶析できるバッチ式の配位子支援再沈殿法を採用した。ここでは、AおよびA'サイトとして、イオン半径差の小さい「ホルムアミジニウム(FA)：2.56Å」と「メチルアンモニウム（MA）：2.13Å」を選定し、そのモル比率（FA：MA）を制御したFAxMA'1-xPbBr3を作製した。また、本研究では、色安定性の高い緑色発光を示すBrをXサイトとして使用した。構造解析の結果から、FAxMA'1-xPbBr3のA:A'のモル比率を制御することで、結晶に格子歪みが生じていることを明らかにした。また、光学特性評価の結果から、バンドギャップの微増加とそれに伴う発光波長の青色偏移を確認し、特に、その発光波長を1 nmオーダーで精緻に制御できることを明らかにした。以上より、イオン半径の近いAサイト2種を用いるだけで、結晶の格子歪みを誘発し、発光波長を精緻に制御できることを立証した。次に、蛍光寿命とPLQYを測定したところ、結晶の格子歪みが生じているにも関わらず、Aサイトの導入前後で寿命成分およびPLQYに変化が見られなかった。これは、AサイトがPeQDsの発光特性を決定しているサイトではないことから、PLQY低下の原因であるトラップ準位がバンド構造内に形成されなかったためである。結果として、全ての系において、分散液状態で90%、薄膜状態で80%を超える高いPLQYを達成した。

Second generation LED source と し て could な APbX3 type ペ ロ ブ ス カ イ ト quantum ド ッ ト (PeQDs) の 発 light features maximize の を purpose と し た. Specific に は, A サ イ ト を plural で の elements し た A サ イ ト hybrid PeQDs (AxA '1 - type xPbX3 PeQDs) に よ り, そ の バ ン ド tectonic を delicate に royal し, こ れ ま で not tread で あ っ た "delicate な suppression" 発 wavelength と 発 light quantum 収 rate (PLQY) の maximization "を reached し た. AxA 'type 1 - xPbX3 PeQDs の cropping に は, simple で な environment goal object を crystal analysis で き る バ ッ チ type の ligand support again を Shen Dian method using し た. こ こ で は, A お よ び A 'サ イ ト と し て, イ オ ン radius difference の small さ い "ホ ル ム ア ミ ジ ニ ウ ム (FA) : 2.56 A" と "メ チ ル ア ン モ ニ ウ ム (MA) : 2.13 A" を し, selected そ の モ ル ratio (FA: MA) を suppression し た FAxMA' 1 - xPbBr3 を cropping し た. ま た, this study で は, high color stability の い 発 green light を shown す Br を X サ イ ト と し て use し た. Tectonic analytical results の か ら, FAxMA '1 - xPbBr3 の A: A' の モ ル ratio を suppression す る こ と で, crystallization に grid slanting み が raw じ て い る こ と を Ming ら か に し た. ま た, optical properties 価 の results か ら, バ ン ド ギ ャ ッ プ の slightly raised and と そ れ に with う の cyan migration を confirm し 発 wavelength, に, そ の 発 を 1 nm wavelength light オ ー ダ ー で delicate に suppression で き る こ と を Ming ら か に し た. Above よ り, イ オ ン radius の recent い サ イ ト two を with い る だ け で, crystallization の grid slanting み を 発 lure し, delicate を 発 wavelength に suppression で き る こ と を testification し た. Time に, 蛍 light life と PLQY を determination し た と こ ろ, crystallization の grid slanting み が raw じ て い る に も masato わ ら ず, A サ イ ト の で life composition before and after the import お よ び PLQY に variations change が see ら れ な か っ た. こ れ は, A サ イ ト が PeQDs の 発 light feature を decided し て い る サ イ ト で は な い こ と か ら, low PLQY の で あ る ト ラ ッ プ quasi A が バ ン ド に within the structure forming さ れ な か っ た た め で あ る. Results と し て, whole て の is に お い て, dispersion state で 90%, filminess で 80% を super え る high い PLQY を reached し た.

项目成果

High luminescent perovskite quantum dot based on band engineering for light emitting diode

基于能带工程的高发光钙钛矿量子点用于发光二极管

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryota Sato;Satoshi Asakura;Takayuki Chiba;Akito Masuhara
• 通讯作者: Akito Masuhara

ペロブスカイト量子ドット複合体、ペロブスカイト量子ドット複合体の製造方法、インク、及び、ペロブスカイト量子ドット膜の製造方法

钙钛矿量子点复合材料、钙钛矿量子点复合材料的制造方法、墨水以及钙钛矿量子点薄膜的制造方法

• 发表时间: 2022

ペロブスカイト量子ドット複合体、インク、樹脂インク、ペロブスカイト量子ドット積層膜の製造方法、及び、ペロブスカイト量子ドット積層膜

钙钛矿量子点复合材料、油墨、树脂油墨、钙钛矿量子点层压体的制造方法以及钙钛矿量子点层压体。

• 发表时间: 2022

Precise control the emission wavelength of perovskite quantum dot for light emitting device on Rec. 2020

Rec. 发光器件用钙钛矿量子点的发射波长的精确控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryota Sato;Satoshi Asakura;Takayuki Chiba;Akito Masuhara
• 通讯作者: Akito Masuhara

A facile reprecipitation method of Quantum-confined CsPbBr3 perovskite quantum dots for narrow-band deep-blue emission

一种用于窄带深蓝色发射的量子限制 CsPbBr3 钙钛矿量子点的简易再沉淀方法

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac6c19
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Naoaki Oshita;Kazuki Umemoto;Ryota Sato;Taisei Kimura;Takayuki Chiba;Satoshi Asakura;Hiroshi Uji-i*;and Akito Masuhara*
• 通讯作者: and Akito Masuhara*