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由于不存在Pb、Cd或As等有毒元素，三元CuInS2量子点（QDs）具有可从可见光到近红外（NIR）区域调谐的光致发光，是电子产品中有前景的发光材料。虽然，可见光发射范围内的CuInS2性能较好，但关于近红外发射的报道仍然有限。 在这项工作中，新加坡国立大学的研究人员描述了通过使用由1-十二烷硫醇（DDT）和六甲基二硅烷（HMDS）组成的二元硫前驱体来合成近红外发射CuInS2/ZnS量子点。HMDS促进了更快的成核，并产生更高密度的发射。所得量子点在920nm的长发射波长下表现出65%的高光致发光量子效率（PLQE）。使用这些量子点，作者制造了近红外发光二极管（LED），其外部量子效率（EQE）为8.2%。该效率与目前报道的最佳PbS和InAs量子点LED相当，其发射波长超过了碘化铅钙钛矿。因此，这项工作标志着基于环境友好的CuInS2量子点的高效近红外LED的首批报告之一，并可能在电子产品中开辟有前景的新应用。相关论文以题目为“Non-Toxic
CuInS2/ZnS Colloidal Quantum Dot for Near-Infrared Light-Emitting
Diodes”发表在Advanced Materials 期刊上。 论文链接： https://onlinelibrary./doi/epdf/10.1002/adma.202301887
胶体量子点（QDs）具有尺寸可调的光致发光（PL）、高PL量子效率（PLQE）和溶液可加工性，已广泛应用于光伏、照明和显示设备中。特别是，近红外（NIR）发光量子点在过去十年中由于新兴的近红外照明应用—深度传感、机器人、生物医学成像、夜视、监控和光通信—吸引了人们的极大兴趣。目前，近红外系统的研究重点是基于铅硫族化物（PbX，X=S，Se）的量子点。然而，受有害物质限制指令（RoHS）监管的Pb的加入，引发了人们对含铅量子点适用于消费电子产品的担忧。InAs量子点具有0.4eV的体带隙，也能够进行近红外发射。尽管没有制定法规来控制As的使用，但InAs量子点通常被认为是有毒的，因此不太可取。 在许多其他产品中，CuInS2QD是最有前途的不含Pb和As的替代品之一，具有显著较低的毒性水平、较低的合成成本和可调谐的发射。由于尺寸和成分依赖性发射波长，可以系统地改变合成参数，如Cu/In摩尔比和量子点生长条件，以调节发射。通过与CuInS2核中的Ag合金化，Yoon等人将光致发光扩展到868nm。不幸的是，到目前为止，这些近红外发射CuInS2量子点的良好性能仅限于发射小于900nm，在较长波长下PLQE急剧下降至<30%。至关重要的是，这些CuInS2量子点显示出显著的可见光发射，这使得它们不适合用于非可见光或隐蔽照明应用。在此，作者证明了在920nm下以65%的高PLQE容易合成CuInS2/ZnS量子点。 这项工作也标志着首次证明了基于CuInS2/ZnS的高效近红外发射二极管，其在940 nm功能波长下的EQE为8.2%。到目前为止，这是性能最好的基于CuInS2的LED，可以在需要隐蔽照明的新兴消费电子产品中找到有用的应用。（文：爱新觉罗星）
图1. CuInS2/ZnS 材料的制备与表征。
图2。CuInS2-DDT和CuInS2-HMDS量子点溶液的PL衰减曲线。
图3. 器件制备。 |
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