高压调制下过渡离子掺杂型全无机铯铅卤钙钛矿量子点的稳定性、发光性能及调控机理研究

Due to the merits of narrow emission, high quantum yield (>70 %) and wide wavelength tunability with a controllable band gap, all inorganic perovskite quantum dots (PQDs) have shown great potential to be used in solar cells, light emitting diodes and other fields. Till now, the problem of stability is still unsolved, especially, there is few research on the stability under high pressure or about the corresponding mechanism. This project focuses on the stability, luminescence property and corresponding regulation mechanism of transition metal doped all inorganic CsPbX3 (X=Cl, Br, I) PQDs under high pressure. In this project, the corresponding crystal structures, binding energy, electronic structures and luminescence properties under high pressure are expected to reveal the structure regulation, excited state regulation and carrier transportation dynamics under high pressure, in hopes to provide theoretical guidance to improve the stability and luminescence property of CsPbX3(X=Cl，Br，I) PQDs, and paves way for further application in opt-electronic fields. In conclusion, this project has important scientific significance and application value.

全无机铯铅卤钙钛矿量子点由于具有发射谱线窄，量子效率高和全波段光谱发射等优点，在太阳能电池、发光二极管等光电器件中具有广阔的应用前景。稳定性是目前全无机铯铅卤钙钛矿量子点所面临的主要问题，特别是极端条件下的稳定性及相关机理研究匮乏。本项目重点开展高压调制下过渡金属离子掺杂型全无机铯铅卤钙钛矿量子点CsPbX3(X=Cl，Br，I)的稳定性、光学性能及相关调控机理研究。通过本项目的研究，可望得到高压调制下不同过渡金属离子掺杂型全无机钙钛矿量子点的晶体结构、形成能、电子结构、光学性能等重要特性的变化情况，揭示高压下材料的结构调制、激发态调制、载流子传输动力学等光物理行为及相关调制机理，为增强过渡金属离子掺杂型全无机钙钛矿量子点CsPbX3(X=Cl，Br，I)的稳定性以及提高光学性能的提供理论和实验指导，以期待和推动其在新型光电器件领域的应用。因此，本项目具有重要的科学意义和应用价值。

本项目主要围绕全无机铯铅卤钙钛矿材料的组分设计、晶体结构解析、电子结构计算、光电性能及稳定性能等方面进行了详细的研究工作，初步揭示了常压及高压下材料的结构、激发态调制、载流子传输动力学等光物理行为及相关调制机理，为后续提高钙钛矿稳定性以及光电性能调控研究提供可靠的实验及理论依据。此外，我们在研究过程中，也拓展了其他一些二元、多元发光材料在常压及高压调制下的结构、相稳定性以及发光性能调控机理研究，取得了一些原创性研究成果。在本项目的资助下，项目负责人共发表SCI学术论文28篇（其中一作/通讯作者22篇），申请国内发明专利1项。参加国内外学术会议6次，培养硕士研究生2名，完成了项目预期目标。