作者:袁开军等 来源:《先进功能材料》 发布时间:2023/12/25 11:21:49
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科学家揭示无铅双钙钛矿的白光发射机理

 

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员袁开军和副研究员隋来志团队利用自主开发的高压超快光谱,揭示了Cs2NaInCl6:Sb3+晶体经过高压作用后产生白光发射的机理。相关研究成果发表在《先进功能材料》上。

白光发射机理示意图。大连化物所供图

随着固态照明技术的迅猛发展,寻找高效稳定的发光材料,尤其是单组分白光发光材料的研究得到了广泛的关注。其中,无铅金属卤化物钙钛矿材料由于其强烈的电子—声子耦合作用可以产生宽带自陷态激子(STE)发射而备受瞩目。钙钛矿中Sb3+离子的STE发射对晶体场环境具有敏感性。压力作为一种极端条件,能够有效地改变材料内部原子之间的相互作用,从而引起材料的电子结构和晶体场发生变化。因此,通过施加压力,有望可以精准地调控Sb3+离子的STE发射,为实现单组分宽带白光发射提供新的途径。

在本工作中,研究团队深入探讨了无铅双钙钛矿Cs2NaInCl6:Sb3+晶体在高压条件下的光学性质,并结合高压光学、高压同步辐射以及理论计算进行了全面研究。研究表明,在高压环境下,Cs2NaInCl6:Sb3+晶体经历相变后STE发射强度显著增加,提升160倍。在高压释放后,Cs2NaInCl6:Sb3+晶体呈现出少见的白光发射的特性。

瞬态吸收光谱的测量表明,材料常压下以及经高压处理后可以出现相干声子振荡现象。在常压条件下,Cs2NaInCl6:Sb3++晶体中的电子与两类声子模式(A1g和T2gIn)发生显著的耦合。然而,经过高压处理后,电子与T2gIn模式的声子耦合消失,表明局部八面体的对称性遭到破坏,产生了非对称的晶体场环境。这种环境改变导致新的低能STE发射,从而使得晶体呈现白光发射现象。

本研究揭示了电子—声子耦合与STE发射之间的密切关系,为设计和合成新型单组分白光金属卤化物钙钛矿提供了全新的策略。(来源:中国科学报 孙丹宁)

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/adfm.202312316

 
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