中科院大连化学物理研究所杨斌博士课题组研制出余辉长、光量子产率高的镉(Cd)基钙钛矿单晶,并进行了研究其余辉发光动力学机制。

研究人员开发出高效余辉材料

该研究于10月21日发表在AngewandteChemieInternationalEdition上。

余辉材料具有储存多种辐射的能力,例如可见光子、紫外线和X射线。它们广泛应用于显示、生物成像、防伪技术和数据存储。

然而,传统的全无机荧光粉,如氧化物、硫化物、氮化物基余辉材料,其晶格能较高,通常需要高温处理(>1000℃),带来相当大的能耗和安全性生产和准备的风险。

研究人员使用溶液处理的钙钛矿CsCdCl3单晶作为余辉基质,提出了一种基于能量从三重态自陷激子(STE)通过Mn2+掺杂转移到受体Mn+的发光策略。他们研制出一种高效超长抗热猝灭余辉发光荧光粉,可同时实现高发光量子产率(81.5%)和超长余辉时间(150秒)。

此外,他们通过深入的载流子动力学研究和密度泛函理论(DFT)计算,为发光机制提供了明确的证据。他们发现CsCdCl3Mn2+结构具有[CdCl6]4-八面体,具有面对称(C3v对称)和角对称(D3d对称)的性质,可以形成不等价的Cl空位,并导致陷阱态具有广泛的能量分布。

杨博士说:“我们发现这些陷阱态可以储存载流子并缓慢释放到发射中心([MnCl6]4-八面体),从而产生具有反热淬灭效应的余辉发射。”