【儀表網 儀表研發(fā)】近日，中國科學院大連化學物理研究所超快時間分辨光譜與動力學研究組(1110組)研究員金盛燁團隊在正二價錳離子(Mn2+)摻雜的單一CsPbCl3鈣鈦礦微晶中，通過改變激發(fā)條件，成功實現(xiàn)了連續(xù)、可逆、寬范圍、高穩(wěn)定性的發(fā)光顏色調控，發(fā)現(xiàn)錳離子摻雜鈣鈦礦單晶熒光動力學調控機理。
 

　　CsPbX3(X=Cl-, Br-, I-) 鈣鈦礦材料因其具有相對穩(wěn)定的理化性質、較高的熒光量子產率和連續(xù)可調的半導體能帶結構等優(yōu)點，在發(fā)光器件等領域表現(xiàn)出極大的發(fā)展?jié)摿?。此前，關于鈣鈦礦材料發(fā)光顏色調控的研究，主要集中于控制納米晶生長尺寸以及調整材料鹵素離子的種類和相對比例上。然而，在這些材料中，熒光發(fā)射波長與其結構組成一一對應，如需對發(fā)光顏色加以調節(jié)，則需要改變材料的化學組成，或需要同時使用多種材料實現(xiàn)發(fā)光顏色的調控，給實際應用造成了不便。
 

　　該研究團隊報道了Mn2+摻雜的CsPbCl3微晶，通過內部能量轉移過程，實現(xiàn)了激子(藍色)和Mn2+離子(橙色)的雙波長熒光發(fā)射。在不改變材料化學組成的前提下，通過改變激發(fā)光強度，在單一微晶中，成功實現(xiàn)了對發(fā)光顏色連續(xù)、可逆、寬范圍的調控。此外，該團隊利用時間分辨光譜和溫度依賴性實驗，證實了在Mn2+摻雜CsPbCl3微晶中，激子向Mn2+的能量轉移是通過一些淺缺陷態(tài)作為媒介實現(xiàn)的，在高激發(fā)功率下Mn2+熒光強度的飽和來源于這些缺陷態(tài)的飽和。該材料在空氣中表現(xiàn)出了較高的光穩(wěn)定性，可實現(xiàn)超過14小時、300次以上的連續(xù)可逆光譜調節(jié)操作。考慮到其顏色連續(xù)、可逆、寬范圍調控的發(fā)光特性和光穩(wěn)定性，Mn2+摻雜CsPbCl3微晶有望在微納發(fā)光器件中得以應用。
 

　　上述工作得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃“納米科技”重點專項和中科院戰(zhàn)略性先導科技專項(B)“能源化學轉化的本質與調控”的支持。相關研究成果發(fā)表在《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)上。