オストワルド熟成の解明による白色発光ペロブスカイト量子ドットの創成

通过阐明奥斯特瓦尔德熟化创建白光钙钛矿量子点

• 批准号: 19J13375
• 负责人: 梅本 和輝
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13375/
• 关键词: ペロブスカイト; 量子ドット; オストワルド熟成

オストワルド熟成を用いたペロブスカイト量子ドットの精緻な粒径制御技術を確立し、白色発光デバイスの実現のための基盤技術へと展開することを目的に研究を実施した。具体的には、再沈法を用いて合成した緑色発光ペロブスカイト量子ドットをエージングすることで、オストワルド熟成を促し、サイズ・形状ともに単分散なペロブスカイト量子ドットを合成した。エージング条件により、ペロブスカイト量子ドットの粒径を数ナノメートルまで微小化し、量子サイズ効果を発現させることで、狭半値幅な青色発光ペロブスカイト量子ドットの合成を達成した。蛍光寿命および発光量子収率測定より、比表面積の増加が発光寿命の短寿命化と発光量子収率の著しい低下をひきおこすことも明らかにした。この様に、量子サイズ効果を用いて、青色発光ペロブスカイト量子ドットを創成した点やサイズに依存した発光挙動を解明した点で特に意義深い成果を得た。また、これらの知見を合成条件へとフィードバックし、サイズ微小化に伴う発光量子効率の低下を抑制できる高性能青色発光ペロブスカイト量子ドットの合成法の確立と発光デバイス展開も実施した。表面欠陥をパッシベーションすることで、発光効率の高効率化を達成し、極めて高い発光量子収率(99%)を示す青色発光ペロブスカイト量子ドットの合成技術を確立した。さらに、溶液塗布により、ペロブスカイト量子ドットの薄膜形成を行い、発光デバイスの構築にも成功・デバイス特性評価も実施した。以上の様に、本研究課題で着手した詳細な光解析により、ペロブスカイト量子ドットのサイズに依存する本質的な課題を解明した。これを粒子合成へとフィードバックすることで、高効率青色発光ペロブスカイト量子ドットの合成と発光デバイス駆動を実証した。本成果は、白色発光デバイスの基盤技術として重要である。

我们进行研究的目的是建立一种利用奥斯特瓦尔德熟化的钙钛矿量子点的精确粒径控制技术，并将其发展成为实现白光发光器件的基础技术。具体而言，通过老化再沉淀法合成的绿光钙钛矿量子点，促进奥斯特瓦尔德熟化，合成了尺寸和形状单分散的钙钛矿量子点。通过利用老化条件将钙钛矿量子点的粒径减小到几个纳米并开发量子尺寸效应，我们实现了具有窄半宽度的蓝光发射钙钛矿量子点的合成。荧光寿命和发射量子产率测量表明，比表面积的增加会缩短发射寿命并显着降低发射量子产率。通过这种方式，我们获得了特别重要的结果，即我们利用量子尺寸效应来创建发蓝光的钙钛矿量子点，并阐明了它们与尺寸相关的发光行为。此外，通过将这些发现反馈到合成条件中，我们建立了高性能蓝色发光钙钛矿量子点的合成方法，该方法可以抑制由于尺寸微型化而导致的发光量子效率的下降，并开发了发光器件。通过钝化表面缺陷，我们实现了高发光效率，并建立了具有极高发光量子产率（99%）的蓝光钙钛矿量子点合成技术。此外，我们通过溶液涂布形成了钙钛矿量子点薄膜，成功构建了发光器件，并评估了器件特性。如上所述，该研究项目中进行的详细光学分析阐明了取决于钙钛矿量子点尺寸的基本问题。通过将其反馈到粒子合成中，我们演示了高效蓝光钙钛矿量子点的合成和发光器件的驱动。该结果作为白光发光器件的基础技术非常重要。

项目成果

Simple Production of Highly Luminescent Organometal Halide Perovskite Nanocrystals Using Ultrasound-Assisted Bead Milling

• DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c05171
• 发表时间: 2020-11-09
• 期刊: ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
• 影响因子: 8.4
• 作者: Umemoto, Kazuki;Ebe, Hinako;Masuhara, Akito
• 通讯作者: Masuhara, Akito

Separation of mono-dispersed CH3NH3PbBr3 perovskite nanocrystals via Ostwald ripening

通过奥斯特瓦尔德熟化分离单分散 CH3NH3PbBr3 钙钛矿纳米晶

• 发表时间: 2019
• 作者: Hiraguri Takefumi;Nishimori Kentaro;Shitara Isamu;Mitsui Tsutomu;Shindo Takuya;Kimura Tomotaka;Matsuda Takahiro;Yoshino Hideaki;Kazuki Umemoto
• 通讯作者: Kazuki Umemoto

Synthesis of highly luminescent CH3NH3PbBr3 perovskite nanocrystals via a forced thin film reactor

• DOI: 10.35848/1347-4065/ab7410
• 发表时间: 2020-03
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: M. Takeda;M. Yokoyama;K. Umemoto;Bozhang Lyu;Yoshihito Takahashi;Sasiphapa Rodbuntum;Junya Enomoto-Junya-Enomot

KU Leuven(ベルギー)

鲁汶大学（比利时）