微纳材料设计与制造研究中心

全无机钙钛矿量子点CsPbX₃(X=Cl, Br, I)由于具备良好的光电特性（量子产率高，发光半峰宽窄，发射峰易调节，载流子迁徙率高等性能），是一种绝佳的光电显示材料，有望应用于LED，背光显示，激光器等方面。但由于钙钛矿量子点存在的不稳定性，使得钙钛矿量子点在实际的使用过程中在光热电的诱导下发生量子点表面破坏，量子点晶格结构的改变，量子点团聚等最终导致了量子点的失效。

华中科技大学陈蓉教授和单斌教授团队近期提出了关于CsPbBr3钙钛矿量子点的稳定化制备方法，主要是针对于钙钛矿量子点的不稳定问题，利用原子层沉积技术在薄膜沉积上具有纳米级可控及高度均匀和致密等特点，采用原子层沉积技术钝化量子点表面，实现了钙钛矿量子点的稳定性巨大提升。首先，将钙钛矿量子点分散负载于氧化硅微球表面，形成量子点/氧化硅复合物微球。其次，利用粉体原子层沉积技术在量子点微球表面沉积氧化铝薄膜，对量子点表面进行缺陷钝化实现量子点稳定性的巨大提升。通过XPS和XRD研究表明，稳定性提升的原因是由于ALD技术钝化了量子点表面并减少了量子点的晶格畸变。本文还利用第一性原理和微反应动力学的方法研究了量子点薄膜中ALD在钙钛矿量子点表面的生长机理，发现了ALD在量子点表面生长分为三个阶段，分别对应于ALD在量子点薄膜生长上的表面吸附、间隙填充、覆盖生长三个阶段，初步揭示了ALD在钙钛矿量子点表面上的生长过程。本小组后续将继续对ALD对于量子点光电器件的稳定化制造方面做进一步的研究。致力于提高量子点单体和量子点发光器件的性能和解决量子点器件的稳定化制造等问题。

此项研究由陈蓉教授和单斌教授团队完成，最新成果成功发表于国际材料化学的权威期刊Chemistry of Materials，论文题目为” Bottom up Stabilization of CsPbBr₃ Quantum Dots-Silica Sphere with Selective Surface Passivation via Atomic Layer Deposition”。 本研究工作得到了国家自然科学基金（51702106, 51835005）的资助。

文章链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.8b03096