近日,由國家半導體照明工程研發及產業聯盟(CSA)與第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(CASA)主辦,南方科技大學微電子學院與北京麥肯橋新材料生產力促進中心有限公司共同承辦的第十七屆中國國際半導體照明論壇(SSLCHINA 2020)暨2020國際第三代半導體論壇(IFWS 2020)在深圳會展中心召開。
研究使用一種簡單的變角度金屬沉積方法結合納米球模板技術,制備了局域等離子激元共振易于調控的大面積周期性金屬納米二聚體陣列基板。與傳統的單金屬納米顆粒陣列不同,金屬納米二聚體結構具有更高的消光強度和寬的等離激元共振譜,可滿足常規藍光激發波段和量子點發光綠光波段的雙模式共振。此外,通過在CsPbBr3量子點和Ag納米二聚體之間引入薄的共形涂覆PMMA隔離層,可以精確控制它們之間的耦合距離。以此為基礎,實現了量子點藍光波段光吸收增強和激子輻射復合效率的顯著提升。實驗結果表明,通過優化的等離激元結構和PMMA間隔層,可以有效地實現SP激子耦合、并抑制表面復合,實現了量子點的光致發光(PL)約2倍的提升。
期間,由北京康美特科技股份有限公司,有研稀土新材料股份有限公司,寧波升譜光電股份有限公司,廣東晶科電子股份有限公司共同協辦的“半導體照明芯片、封裝及模組技術”分會上,廈門大學薩本棟微米納米科學技術研究院副教授尹君分享了基于金屬納米二聚體陣列的CsPbBr3鈣鈦礦量子點色轉換等離激元耦合增強。從鈍化策略、穩定性評價等角度詳細介紹了關于穩定鈣鈦礦量子點的合成與量子點的等離子體增強顏色轉換的研究成果。
近年來,金屬鹵化物鈣鈦礦因其出色的光電性能證明在光電器件領域具有巨大的應用前景,特別是具有高量子產率的全無機CsPbX3(X = Cl,Br或I)量子點(QDs),其特有的窄帶發光峰、超短激子壽命,證明了在高性能顯示和照明領域的巨大潛力。報告主要針對當前無機鈣鈦礦量子點在面向應用方面兩個關鍵的穩定性問題和光轉換性能調控兩個方面展開討論。
針對量子點的穩定性提升問題,作者以相關研究為基礎,在量子點合成過程中引入了特定的磺酸根配位分子修飾,通過表面缺陷位的有效鈍化,顯著提升了量子點的環境穩定性及量子效率,展示了量子點表面工程對穩定性提升的重要作用。而對于量子點在光譜增強及光物理動力學操控方面的需求,表面等離激元與激子在量子結構中的耦合效應被認為是提高發光效率的有效方法。傳統金屬納米粒子由于通常只有單模式等離激元共振,無法滿足量子點在光轉換應用時所需要的光子吸收與激子輻射復合效率雙重提升的目標。
研究使用一種簡單的變角度金屬沉積方法結合納米球模板技術,制備了局域等離子激元共振易于調控的大面積周期性金屬納米二聚體陣列基板。與傳統的單金屬納米顆粒陣列不同,金屬納米二聚體結構具有更高的消光強度和寬的等離激元共振譜,可滿足常規藍光激發波段和量子點發光綠光波段的雙模式共振。此外,通過在CsPbBr3量子點和Ag納米二聚體之間引入薄的共形涂覆PMMA隔離層,可以精確控制它們之間的耦合距離。以此為基礎,實現了量子點藍光波段光吸收增強和激子輻射復合效率的顯著提升。實驗結果表明,通過優化的等離激元結構和PMMA間隔層,可以有效地實現SP激子耦合、并抑制表面復合,實現了量子點的光致發光(PL)約2倍的提升。
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