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Enabling ultranarrow blue emission linewidths in colloidal alloy quantum dots by decreasing the exciton fine structure splitting and exciton–phonon coupling

引用

Nano Research 2023年第1期16卷 1576-1585页

作者： Jinke Bai Linfeng Wang Tingting Zhang Tianyi Hou Meilun Zhang Bing Xu Dongyu Li Xiao Jin Qinghua Li Yuxiao Wang Xueru Zhang Yinglin Song Department of Physics Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Guangdong Provincial Key Laboratory of Development and Education for Special Needs Children Lingnan Normal UniversityZhanjiang 524048China

The realization of colloidal alloy quantum dots(QDs)with narrow spectral linewidths requires minimization of the contributions of inhomogeneous and homogeneous broadening to the ensemble ***,there has been remarkable progress in eliminating the inhomogeneous contribution by controlling the size distribution of the ***,considerable challenges remain in suppressing the homogeneous broadening,in terms of both intrinsic principles and rational synthetic *** find that ground-state exciton fine structure splitting and exciton-phonon coupling play a pivotal role in the homogeneous broadening *** we demonstrate that the elimination of the lattice mismatch strain by using a coherent strain structure can decrease the light-heavy hole splitting,thus suppressing the asymmetric broadening of the emission on the high energy ***,the improvement of the uniformity of the alloy by using a stepwise ion exchange strategy can weaken the exciton-longitudinal optical(LO)-phonon interactions,further minimizing the homogeneous *** a result,the final alloy QD products exhibit a widely tunable blue emission wavelength(445-470 nm)with the narrowest ensemble photoluminescence full width at half maximum(FWHM)of 10.1-13.5 nm(or 58.4-75.3 meV).Our study provides a potential strategy for other semiconductor nanocrystals with ultranarrow spectral linewidths.

关键词： alloy quantum dots spectral linewidth light-heavy hole splitting exciton-phonon coupling homogeneous broadening

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