中國粉體網(wǎng)訊 鈣鈦礦納米顆粒可以通過簡單的工藝處理來穩(wěn)定納米晶體表面，進而大幅度改善太陽能電池和發(fā)光二極管的性能。
阿卜杜拉國王科技大學的科學家已經(jīng)找到了一種新的研究工藝，利用該工藝可以提高光學納米晶體的化學穩(wěn)定性，并且這種工藝不會降低光學納米晶體的電學性能。
鹵化物鈣鈦礦是一類極具有研究應用前景的光電子學和光伏材料。這些材料具有著較長的電荷載流子擴散長度，因此可以有效地吸收可見光，并且它們的制造工藝簡單價格低廉。光學器件的性能也可以通過納入納米尺度的顆粒來改善，納米尺度的顆粒具有遠遠優(yōu)于其聚合體衍生物的發(fā)光和吸收特性。所以科學家們十分熱衷于嘗試將這兩種工藝方法結合起來。但是挑戰(zhàn)在于微小的鈣鈦礦顆�；瘜W性質(zhì)并不總是穩(wěn)定的，并且它們的原子晶體結構難以控制。
連接分子，又稱為配體，可以穩(wěn)定納米晶體。這種所謂的鈍化可以通過在鈣鈦礦顆粒周圍形成電絕緣殼，從而抑制其在電子器件中的有效性。
如今，Osman Bakr的研究團隊以及來自阿卜杜拉國王科技大學和上海技術大學的合作者們共同創(chuàng)造了由碘化銫-碘化鉛制成的由2,2'-亞氨基二苯甲酸（IDA）配體鈍化的鹵化物鈣鈦礦納米晶體。他們表示，這種鈍化處理工藝提供了必要的化學穩(wěn)定性，同時這種穩(wěn)定性對光電子器件十分有必要。鈍化過程很簡單：只需將IDA粉末添加到納米晶體溶液中，并使用離心機除去過量的IDA即可。
該團隊選擇IDA材料是因為它是一種雙齒配體，這意味著它可以在兩個位點上與納米晶體結合�！霸谶@種應用中使用的常規(guī)配體，如油酸，在鈣鈦礦納米晶體表面上是動態(tài)的，容易松動，”論文的第一作者潘�。ㄒ簦┱f道。“這就是我們應用雙羧酸基團來強力結合在材料表面上的原因，同時這種材料也可以在室溫下穩(wěn)定鈣鈦礦結晶相�！�
潘�。ㄒ簦┖退膱F隊比較了鈍化樣品和未鈍化樣品的光學性質(zhì)，結果顯示這種鈍化處理可以有效提高光致發(fā)光率（從80％到95％以上），光致發(fā)光率是衡量吸收的每個光子發(fā)射多少光子量的單位。實驗結果同時顯示，五天后未鈍化納米晶體發(fā)射的光強度顯著下降，但IDA處理的樣品在15天后仍以90％的初始水平發(fā)光。
該研究團隊表示，使用經(jīng)過處理穩(wěn)定的鹵化物鈣鈦礦納米晶體來構建發(fā)光二極管，就最大亮度和發(fā)光效率而言，該紅光產(chǎn)生裝置遠遠優(yōu)于未鈍化的控制裝置。
“我們下一步目標是實現(xiàn)更穩(wěn)定的鈣鈦礦結構，并創(chuàng)建一個性能提升超過10％的基于鈣鈦礦納米晶體的LED。”潘�。ㄒ簦┱f。
