近日，课题组在稀土卤化物纳米晶发光二极管取得重要进展，相关结果以“Efficient Deep-Blue Light-Emitting Diodes from Highly Luminescent Eu²⁺-Doped Alkali Metal Halide Nanocrystals via Lattice Field Modulation”为题发表在期刊《Nano Letters》(影响因子：10.8)上。硕士研究生李旭为第一作者，通讯作者为陈旭副教授、马壮壮研究员和史志锋教授。

下一代显示技术正迅速向超高清和广色域迈进，其中，基于卤化铅钙钛矿纳米晶的LED崭露头角，吸引了业界的广泛关注。近年来，红色和绿色LED的外量子效率（EQE）已突破20%的里程碑，然而，蓝光LED，特别是在深蓝色区域的发展相对滞后。

二价铕（Eu²⁺）离子因其与Pb²⁺相似的离子半径和优异的发光特性而备受瞩目。通过在卤化铅中用低毒的Eu²⁺替代Pb²⁺，可以结合两者的优势。Eu²⁺离子的5d轨道易受到外部晶体场的影响，其发射光谱可通过精确调控晶场来优化，有望实现稳定的深蓝光发射。

针对以上问题，研究人员通过改进的热注入方法，成功合成了多达12种Eu²⁺掺杂碱金属卤化物纳米晶（AX:Eu²⁺; A = Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺；X = Cl^–, Br^–, I^–），所有样品均展现出深蓝色发射特性。通过精确调控Eu²⁺与卤素配位形式的晶体场，制备的CsBr:Eu²⁺纳米晶展现出高达91.1%的PLQY，其色坐标（0.158，0.023）与标准Rec. 2020蓝光标准完美匹配。CsBr:Eu²⁺纳米晶在热、光和环境水氧方面均表现出优异的稳定性，且优于铅基钙钛矿纳米晶。以CsBr:Eu²⁺纳米晶为主体，制备出电致深蓝光LED，其外量子效率达到创纪录的3.15%，是目前金属卤化物蓝光纳米晶LED中的最高效率。得益于发光器件的出色均匀性，制备了发光面积高达12.25 cm²的大面积深蓝色柔性LED，呈现出明亮且均匀的发光特性。

该工作得到了国家自然科学基金和河南省自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c01155