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近日，浙江大學材料學院葉志鎮院士團隊在高光效、高穩定鈣鈦礦復合結構方面取得重要進展，研究成果以“Highly efficient and ultra-stable CsPbBr3 composites for LCD devices and X-ray imaging"為題發表在國際知*學術期刊Journal of Materials Chemistry C (doi：10.1039/d3tc04701f)上。浙江大學為該論文第一單位，王朋博士、王昭宇博士、朱美怡博士為共同第一作者，葉志鎮院士、何海平教授、樊超博士為共同通訊作者。
鈣鈦礦量子點是一種具有優異光學性能的零維半導體結構，其具有高量子產率、可調控的發光波長、*高的缺陷容忍度等優點，在照明、顯示、成像等應用領域具有*高的商業價值。然而，由于量子點的尺寸在納米量級，表面缺陷對量子點的光學性能影響很大。表面缺陷的富集會導致量子點熒光淬滅，并且影響其穩定性。因此，表面鈍化和封裝對實現高光效、高穩定性的鈣鈦礦量子點至關重要。
有鑒于此，王朋博士等聯合開發了一種改良的固態煅燒方法，實現了鈣鈦礦量子點表面鈍化和封裝一體化，提升了固態煅燒制備鈣鈦礦量子點的光效和光、熱穩定性，并進一步將這些量子點應用于寬色域液晶顯示和高靈敏度X射線探測中。
該工作通過用3-（癸基二甲基銨）-丙烷磺酸鹽內鹽（DPSI）鈍化CsPbBr3量子點表面，并進一步用二氧化硅模板（MS）封裝這些量子點，獲得了具有93.2%高光致發光量子產率的超穩定CsPbBr3-DPSI/MS納米復合材料。在苛刻的協同老化條件下（溫度60℃，濕度90%RH，功率密度3500 W/m2的藍光照射）保存1000小時后，CsPbBr3-DPSI/MS仍然保持其初始光致發光強度的90%。該工作在不同時間尺度下觀測了有/無DPSI鈍化量子點的發光壽命，發現DPSI鈍化可以有效抑制鈣鈦礦淺能級缺陷，可以有效提升鈣鈦礦量子點激子復合效率。
這些CsPbBr3-DPSI/MS材料與KSF熒光粉共同作用在液晶顯示器的背光模塊中，可以實現111.7%NTSC的寬色域顯示性能。此外，這些CsPbBr3-DPSI/MS材料表現出優異的X射線探測性能，實現了16 lp/mm的X射線成像空間分辨率和339 nGyair/s的低檢測極限。
DPSI鈍化抑制淺能級缺陷提升量子點光效
以上圖中可見，CsPbBr3-DPSI/MS復合材料的熒光量子產率提高到了93.2%。在405nm的飛秒激光激發下，條紋相機獲取得到的圖像表明，CsPbBr3-DPSI/MS平均壽命從323ps（鈍化前）增加到454ps，這也證實了DPSI在鈣鈦礦量子點表面的有效鈍化作用。
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