二维发光材料的制备、性能和应用

在过去十几年中，二维材料在基础研究和技术开发等方面都取得了巨大的进步。如过渡金属硫化物、黑磷等无机二维发光材料由于具有独特的电子学、光学和光电特性而受到越来越广泛的关注。研究人员通过调整二维材料的层数、设计其介电环境以及形成合金、创建范德华异质结构等方法来调节其物理性质，而这些性质的调控使此类材料衍生出许多新颖的发光特性，从而拓展了在照明、成像和传感方面的潜在应用。同时，随着二维材料版图的进一步扩展，如二维聚合物、金属-有机框架和有机-无机杂化钙钛矿等二维有机和有机-无机杂化材料也以低成本、化学多功能性和溶液加工性等优点成为热点研究对象。尤其重要的是，此类二维材料的组成和结构可以在分子层面进行合理的设计和可控的修饰，进一步拓展了其性能的可调节性与应用范围。

近日，西北工业大学的黄维院士（点击查看介绍）与南京工业大学的黄晓教授（点击查看介绍）、陈永华教授（点击查看介绍）联合在Chemical Society Reviews上发表综述文章，题为“Two-dimensional light-emitting materials: preparation, properties and applications”。作者将二维发光材料归纳为三大类，即二维无机发光材料、二维有机发光材料和二维有机-无机杂化发光材料，并回顾了二维无机发光材料的发展历史。这类材料可以通过诸如机械剥离、液相剥离、化学/电化学插层和剥离、固态气相沉积和湿化学合成等方法制备。相比于无机发光块材，二维无机发光材料的发光性能可以更有效地通过改变厚度、元素掺杂、应力作用等方法来调节。此外，二维无机材料组成的异质节结构展现出独特的可通过堆叠角度和应力等因素调节的层间激子发光性能。目前，二维无机发光材料已经成功应用于发光二极管、激光发射器等器件的制备中。然而，二维无机发光材料在可控合成、二维异质结的大面积液相制备等方面仍然存在很多问题，有待更加高效的制备方法的提出和拓展。作者随后对二维有机发光材料（如有机小分子、聚合物、超分子等）和有机-无机发光材料(如钙钛矿、有机金属配合物等)的制备方法、性质及应用进行了论述。在发光二极管、太阳能电池、光电检测器等应用中，相比于二维无机发光材料，二维有机/有机-无机发光材料的性能还有一定差距，其稳定性及耐用性也有待提高，并且其产量与质量还未达到商业化的标准。虽然超薄二维有机/有机-无机发光材料的相关研究还处于起步阶段，然而这些材料展现出可控合成、易自组装、光电性能优异等特点，因此存在巨大的潜力与应用价值，需要进一步研究与发展。

该论文作者为：Zhiwei Wang, Qiu Jingjing, Xiaoshan Wang, Zhipeng Zhang, Yonghua Chen, Xiao Huang and Wei Huang

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Two-dimensional light-emitting materials: preparation, properties and applications

Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 6128, DOI: 10.1039/C8CS00332G

团队介绍

南京工业大学先进材料研究院（IAM）、南京邮电大学先进材料研究院（IAM）和西北工业大学柔性电子研究院（IFE）是以中国科学院院士黄维教授为学科带头人，聚集了有机电子与柔性电子等领域的学者而成立的综合性、交叉学科研究团队。团队主要研究方向包括有机及钙钛矿光电转换材料薄膜的柔性大面积制备及相关光电子器件的物理性质研究，石墨烯、类石墨烯二维纳米材料的制备、复合及其应用，新型发光材料如超长有机磷光材料和稀土掺杂上转换纳米晶的可控合成及应用等。近年来，该团队陆续在Nature、Nature Materials、Nature Photonics、Nature Nanotechnology、Nature Communications 等国际顶级学术期刊上发表高水平研究论文。

黄维

http://www.x-mol.com/university/faculty/27680

黄晓

http://www.x-mol.com/university/faculty/27720

陈永华

http://www.x-mol.com/university/faculty/27741