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深入剖析準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜中長期空氣穩(wěn)定性及其自發(fā)輻射增益機(jī)制
近日特點,浙江大學(xué)材料學(xué)院何海平教授團(tuán)隊(duì)在提升準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜中放大自發(fā)輻射的穩(wěn)定性方面取得重要進(jìn)展初步建立,研究成果以“Long-term air-stable amplified spontaneous emission in quasi-2D perovskite films through ligand engineering”為題發(fā)表在國際知*學(xué)術(shù)期刊Journal of Materials Chemistry C (DOI: 10.1039/d4tc00915k)上機製性梗阻。揚(yáng)州大學(xué)陳小鋒教授為第一作者積極參與,何海平教授搶抓機遇、陳小鋒教授和陸國超博士為共同通訊作者充分發揮。
鉛鹵鈣鈦礦薄膜因其優(yōu)異的光電特性和簡單的溶液生長工藝被認(rèn)為是一種*具前景的激光增益介質(zhì)材料國際要求。然而鈣鈦礦在空氣中較差的穩(wěn)定性制約了其進(jìn)一步發(fā)展流動性,尤其是激光產(chǎn)生需要高密度的激發(fā),這對(duì)鈣鈦礦的穩(wěn)定性提出了更大的挑戰(zhàn)競爭激烈。準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜中長鏈胺配體的引入可以有效提升鈣鈦礦的穩(wěn)定性持續創新,在空氣中長時(shí)間運(yùn)行的魯棒激光增益介質(zhì)方面*具前景,但不同長鏈胺配體的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜表現(xiàn)出完*不同的性質(zhì)空白區,而長鏈胺配體具體的作用及其機(jī)制尚不明確協調機製。因此,尋找合適的長鏈胺配體實(shí)現(xiàn)兼具優(yōu)異空氣穩(wěn)定性和低閾值的激射性能的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜仍然存在巨大的挑戰(zhàn)形勢。
鑒于此實踐者,團(tuán)隊(duì)比較了幾種常見長鏈胺配體的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜的空氣穩(wěn)定性取得明顯成效,發(fā)現(xiàn)基于辛基胺配體的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜(OA-CsPbBr3薄膜)表現(xiàn)出優(yōu)異的空氣穩(wěn)定性,進(jìn)一步探究其機(jī)理發(fā)現(xiàn)空氣穩(wěn)定性可以歸因于良好的取向分布使得疏水的有機(jī)胺配體分布在鈣鈦礦薄膜表面數據。最終創新的技術,OA-CsPbBr3薄膜表現(xiàn)出高性能的低閾值放大自發(fā)輻射(ASE),同時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的空氣穩(wěn)定性顯著,在環(huán)境空氣中放置8個(gè)月依然可以保持穩(wěn)定的ASE輸出快速增長。研究結(jié)果證實(shí)了OA-CsPbBr3薄膜在空氣中長期運(yùn)行的魯棒激光增益介質(zhì)方面的巨大潛力,也為提升鉛鹵鈣鈦礦薄膜穩(wěn)定性提供了新的見解占。
OA-CsPbBr3薄膜中低閾值高質量、空氣穩(wěn)定的放大自發(fā)輻射。
(a) 激發(fā)能量密度相關(guān)的PL光譜激發創作;(b) 發(fā)光峰強(qiáng)度前景、半峰寬與激發(fā)能量密度關(guān)系圖;(c) 和(d)分別為在激發(fā)能量密度大于和小于ASE閾值時(shí)條紋相機(jī)成像圖重要的意義;(e) 2倍閾值能量密度輻照下ASE強(qiáng)度的變化持續;(f)空氣中ASE閾值的長期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
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關(guān)于本文中準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜的放大自發(fā)輻射(ASE)測試部分,超快時(shí)間分辨光譜數(shù)據(jù)使用卓立漢光公司的ST-10條紋相機(jī)獲得再獲,穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜數(shù)據(jù)采用OmniFluo900穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀獲得產品和服務。
ST-10條紋相機(jī)時(shí)間分辨率可達(dá)到5ps,可匹配多種焦長光譜儀體驗區,快速追蹤超快發(fā)光的動(dòng)力學(xué)過程增多。OmniFluo900為模塊化搭建結(jié)構(gòu),通過搭配不同的光源有望、檢測器和各類附件進一步推進,為紫外/可見/近紅外發(fā)光測試提供綜合解決方案,也為鈣鈦礦發(fā)光器件方案、鈣鈦礦光伏器件及鈣鈦礦量子點(diǎn)的研發(fā)提供有利工具應用的選擇。
條紋相機(jī)超快時(shí)間分辨系統(tǒng) OmniFluo900系列穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀
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