尊龙凯时黑大本科生开发高性能深蓝光团簇电致发光器件可广泛应用于显示、照明等领域
发布时间:2022-12-02 09:00:13

  作为一种处于分子和纳米颗粒之间的物质状态,团簇材料的应用非常广泛,包括显示、能源、生物、催化等诸多领域。最近几年,基于团簇的电致发光器件研究越来越受到科学家们的重视。

  近期,黑龙江大学许辉团队的研究为解决这项难题提供了新思路。他们不仅成功证明了四核左右的金团簇可以实现稳定深蓝色发光,还通过合理的器件工程策略,开发出高性能深蓝光团簇电致发光器件。

  该器件的性能展现了团簇发光器件在高分辨率显示器上成功应用的能力,其最大发光超过 8000 尼特,深蓝域色坐标 y

  黑龙江大学化学化工与材料学院应用化学专业本科生倪骥腾和该学院功能无机材料化学教育部重点实验室硕士研究生钟春雷担任论文共同第一作者,黑龙江大学化学化工与材料学院许辉教授以及该院功能无机材料化学教育部重点实验室博士研究生孙佳南担任共同通讯作者。

  据许辉介绍,这项研究始于 2015 年。研究人员最早是想通过研究团簇结构,来解决有机发光分子热稳定性不足和光漂白效应严重的缺点。

  他们先对含磷配体进行了有效设计,并用它来解决团簇材料器件的加工工艺问题。后来,他们尊龙凯时又对团簇材料进行了功能化设计,使其在器件应用中体现自身的光学优势。

  正是在这个过程中,他们发现,在团簇分子上引入一些具有特定功能的基团,可实现对激发态组成的调控,降低簇核激发态对团簇材料整体激发态的贡献,从而提高团簇的发光性能。

  许辉表示:“经过不断的努力,今年我们将铜簇电致发光器件的效率提高到接近 20% 的水平,有效证明团簇电致发光器件可以实现优异的器件性能,已经具备了实用化的潜力。”

  不过,需要说明的是,上述研究所获得的材料都是绿光或蓝绿光。要想在显示或照明领域得到应用,蓝光颜色必不可少。

  基于前期积累的工作经验,该课题组尝试将发光颜色推向蓝光区。但是,这必须先克服以下两个关键问题。

  其一,解决配体和金属之间的相互作用,以及簇核内金属与金属之间相互作用对发光颜色的影响尊龙凯时。

  其二,由于深蓝光器件对器件结构要求较高,必须保证把电场作用下产生的载流子束缚到发光层去,形成可发光的激子,并使这些激子被团簇有效地利用照明新闻。

  许辉解释说:“要解决上述问题,不但需要一个合理的配体工程策略来设计深蓝光团簇材料,还需要器件工程策略来设计合适的器件结构,进而实现高效深蓝光发射。”

  据他介绍,正是在这个过程中,研究生指导本科生做出了颇具创新性的设计。他们的想法和尊龙凯时具体实施的技术,很好地解决了上述问题,最终形成高性能蓝光。许辉表示:“后来,基于审稿人的建议,我们又进一步优化了器件结构,大幅提升深蓝光团簇的电致发光性能。”

  首先,审稿人一致认为深蓝光发光材料对电致发光器件技术来说非常重要。该研究将团簇材料引入深蓝光电致发光器件中,为学术、工业和产业界提供了全新视角。

  其次,该研究为最终解决深蓝色电致发光器件性能瓶颈,以及材料选择的局限性等问题提供了良好的解决思路。

  再次尊龙凯时,该研究深入剖析了团簇发光材料激发态的组成对发光性能的影响,尤其是配体和簇核间的相互作用对团簇发光颜色、效率等光电性能的影响。

  最后,该研究阐明了团簇电致发光器件中激子的动力学过程,为后续研究提供了借鉴。

  许辉表示:“团簇发光材料拥有极为广泛的应用前景,尤其是在与发光器件相关的领域。”

  对于颜色覆盖可见光区的发光团簇材料而言,其可用于构建高性能显示设备,比如手机或电视屏幕等。对于来源广泛的铜簇材料来说,其可为显示或照明设备提供持续性强且价尊龙凯时格低廉的发光材料来源。

  那些颜色能覆盖至近红外区的团簇发光材料,不仅可在近红外成像、指纹识别等方面作为光源使用,还可用于光通讯领域。

  一方面,想解决团簇电致发光材料和器件的效率问题,进一步优化其发光性能和器件结构,达到可应用的水平。

  再一方面,丰富团簇电致发光材料的分子结构,进一步推动该类材料的实际应用。