闽师大李飞明ACS Photonics：气体显影介导原位光刻技术制备MAPbBr3钙钛矿纳米晶微阵列

知光谷 · 公众号 · · 2024-12-11 07:55

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钙钛矿纳米晶（LH PNCs）荧光微阵列在Micro LED、信息存储及荧光防伪等领域具有巨大应用潜力。其中，光刻技术具有精度高、功能化强以及集成度高等优势，是制备LH PNCs微阵列核心技术之一。在传统光刻制备过程中主要采用液相显影，由于LH PNCs的本征离子盐特性，显影过程中易受显影剂等影响，导致其稳定性较差，且整个制备过程较为繁琐。

鉴于此， 闽师大李飞明、桂林理工大学黄艺鹏等人 基于MAPbBr 3 PNCs较低的生成能，先通过UVC驱动六溴十二烷脱溴，原位制备PbBr 2 阵列；随后，通过甲胺进行熏蒸气体显影，即可制得MAPbBr 3 PNCs荧光阵列（图1、2），最小尺寸可达2 μm。此外，相较于传统溶剂显影膜外制备工艺，该工作中气体显影策略MAPbBr 3 PNCs微阵列为膜内生长，因此其光、热、水等环境下均具有较好的稳定性，即使在水中浸泡 60 天，仍能保持 90% 的光学性能，为后续的应用奠定了良好的基础。

图1 基于气体显影介导光刻技术制备图案化MAPbBr 3 PNCs机理图

图2. 基于气体显影光刻法所制备的MAPbBr 3 PNCs图案化微阵列

得益于MAPbBr 3 PNCs图案化微阵列所具有良好的稳定性以及超高的荧光编码容量，所制备的膜可直接应用于宏-微荧光编码，结合当前快速发展的手机微距摄像技术（例如Mate 60Pro），通过手机平台即可对编码信息进行快速读取，无需专业荧光显微镜，因此该技术有望成为微纳荧光防伪技术的一个重要手段。该工作可以进一步扩展到无铅和核壳PQDs图案化微阵列，在micro-LED、传感、激光显示等领域亦有广阔的应用前景。