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전부 무기물로 이루어진 페로브스카이트 양자점 (CsPbX3, X = Cl, Br, I)은 큰 흡수 단면적, 높은 형광 양자 수율, 좁은 방출 선, 조정 가능한 형광 방출 파장 등과 같은 우수한 광학 특성을 갖고 있어서, 태양전지, 다이오드 및 레이저와 같은 광전지 장치에 응용 가능성이 매우 높습니다. 그러나 우수한 선형 광학 특성에 비해 페로브스카이트 양자점의 비선형 상향 변환 발광은 낮은 다중 광자 흡수 발광 효율 ( 106 W cm-2)는 펨토초 레이저가 있다. 페로브스카이트 양자점이 저전력 밀도 아래에서 상향 전환 발광을 할 수 있을지에 대한 문제는 국내외의 학자들에게는 항상 흥미로운 주제였으며, 이 분야에서 주요한 도전 과제이기도 하다. 중국과학원 복건성 물질구조 연구소 기능성 나노 구조 및 패키징 중점 실험실 진학원 (陈学元) 연구 그룹은 국가걸출 청년과학기금, 과기부 “973” 계획, 중국과학원 전략성 선도과학기술 프로젝트, 중국과학원 청년촉진회 회원 곽위주(郑伟主)가 주관하는 국가 자연과학기금 면상 프로젝트, 중국과학원 해서 연구원’춘묘’인재 프로젝트 등의 지원으로, 복사에너지가 전달되어 전환(RETU)되는 새로운 메커니즘을 제안하여 희토류 나노 결정을 페로브스카이트 CsPbX3양자점의 복사 에너지 전달을 이용하여 처음으로 CsPbX3양자점이 효율이 낮은 반도체 레이저의 출력( 연구진은 희토류 나노 결정 / CsPbX3 양자점 복합체가 정상 상태 / 일시적 상향 변환 분광기 및 상향 변환 발광 양자 절대 항복 테스트를 통해 매우 효율적인 RETU 프로세스를 가지며, 내부 변환 (에너지 전달) 효율이 100%에 가깝다는 것을 입증했다. CsPbX3 양자점의 밴드 갭 맞춤을 통해 가시 밴드에서의 최대 스펙트럼 상향 변환 발광의 지속적인 조절이 가능하며, 특히 희토류 이온의 여기 상태 형광 수명을 조정하여, CsPbX3 양자점 여기자의 겉보기 형광 수명을 ns 수준에서, ms의 수준으로 향상시킵니다.순서로 대폭 증가했습니다. 수퍼 장파장 레이저 영광 수명의 페로브 스카이트 양자점은 광 여기에 의해 생성 된 많은 수의 엑시톤을 보다 긴 시간 창에 효율적으로 분배 할 수 있어 태양 전지에서 전자 - 홀 쌍 분리에 유리하며 시간 분해 형광 probe는 생체 외 진단 분야에서 중요한 역할을 한다. 이 방법은 희토류 및 페로브스카이트 양자점의 발광 잇점을 결합하여 페로브스카이트 양자 점의 저 광자 흡수 발광 효율의 병목 현상을 없앨 뿐만 아니라 불연속 에너지 준위로 인한 희토류 이온의 연속 조절이 부족한 것을 보완한다. 이 결과는 상 변환 발광 제어에 대한 새로운 전략을 제공하고, 광전자 공학 분야의 무기물로만 이루어진 페로브스카이트 양자점의 적용을 위한 새로운 방향을 제시한다. 결과는 Nature-Communication (Nat. Commun. 2018, 9, 3462, DOI : 10.1038 / s41467-018-05947-2)의 온라인판에 8 월 27 일자로 발표되었다. 이전에 진학원 연구팀은 희토류 상향 변환 및 제어 합성, 광학 성능 조절 및 페로브스카이트 양자점 발광 물질의 적용에 대한 일련의 연구 결과를 얻었다. 예를 들어, 고효율 CaF2 : Yb, Er 및 LiLuF4 : Yb, Tm 및 기타 다층 코어 - 쉘 구조가 나노 결정을 상향 변환하여 종양 마커 suPAR 및 β-hCG의 높은 민감도로 검출하고 종양 세포의 표적을 형광 이미지를 얻을 수 이게 해주었다. 관련 연구는 우수한 논문에 발표되었다 (Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6671-6676, 2014, 53, 1252-1257, Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 1379-1415, Adv. Sci. 2016, 3, 1600197). Mn2 + 으로 도핑 안정화 된 CsPbX3 페로브스카이트 양자점에 대한 새로운 전략을 제시하여, CsPbX3 양자점의 열안정성과 공기 안정성 및 LED 장치의 발광 휘도, 외부 양자 효율 및 전류 효율을 크게 향상시킬 수 있음을 보여주었다 (J. Am Chem. Soc., 2017, 139, 11443-11450). |
