分层陶瓷封装策略使下一代激光驱动二极管中的钙钛矿纳米晶体具有更强的稳定性

《Laser & Photonics Reviews》：Hierarchical Ceramic Encapsulation Strategy Enables Robust Perovskite Nanocrystals for Next-Generation Laser-Driven Diodes

针对全无机钙钛矿纳米晶稳定性不足的问题，提出分层陶瓷封装策略，结合SiO2纳米反应器和ZrO2致密涂层，在400℃退火后实现PLQY>85%及720小时高稳定性，并成功应用于激光驱动白光器件，色域覆盖98% Rec.2020和131% NTSC。

　　

摘要

全无机钙钛矿纳米晶体（CsPbBr₃ NCs）在高性能光电子器件方面具有巨大潜力，但其在工作应力下的不稳定性仍然是一个关键瓶颈。本文提出了一种分层陶瓷封装策略，结合了介孔二氧化硅（SiO₂）的限域作用和氧化锆（ZrO₂）陶瓷涂层，以实现超稳定的CsPbBr₃ NCs。介孔SiO₂框架作为纳米反应器，用于空间限制纳米晶体的生长；而通过原子层沉积的ZrO₂则能够封闭残留的微孔，并在高温退火（300–600°C）过程中形成致密、不透水的外壳。经过400°C退火处理的优化复合材料不仅保持了较高的光致发光量子产率（PLQY >85%），还展现了卓越的稳定性：在“双85”（85°C，85%相对湿度）条件下使用720小时后仍能保持100%的光致发光强度；在高功率激光激发（200 mW mm^?2，450 nm）下持续108小时后，其光致发光强度仍超过初始值的65%。当这些材料被集成到激光驱动的白光器件中时，该器件能够实现超宽的色域（98% Rec. 2020，131% NTSC），超越了现有的基于钙钛矿的系统的性能。这种双相分层陶瓷封装策略不仅克服了钙钛矿的稳定性问题，还进一步挖掘了其在高能光子技术中的潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。