福建物构所Te4+敏化稀土掺杂Cs2ZrCl6实现高效近红外发光
日期：
2022-05-12
浏览次数:
438
全无机无铅金属卤化物因其独特的光学性能和可溶液加工的特点，有望替代铅卤钙钛矿在LED、光电探测、太阳能电池等领域发挥重要作用。该类材料可通过掺杂过渡金属或ns2电子组态离子实现在可见波段的高效发光，但其近红外（NIR）发光却受限于掺杂稀土离子的f→f禁戒跃迁吸收强度弱、发光效率低的瓶颈。实现无铅金属卤化物的高效NIR发光，对于新型NIR-LED器件及其应用开发具有重要意义。近日，中科院福建物质结构研究所陈学元团队郑伟研究员等提出一种Te4+/Ln3+共掺杂策略，利用Te4+→Ln3+（Ln=Er、Nd、Yb）的高效能量传递过程，实现Cs2ZrCl6空位有序型双钙钛矿的高效NIR发光（图1）。首先，团队通过Te4+单掺Cs2ZrCl6获得宽带黄光发射，发光量子产率达59.3%，并利用变温高分辨光谱、拉曼光谱等手段对Te4+的激发态动力学、电–声子耦合相互作用进行了深入研究，揭示其发光来源于Te4+的3P1→1S0电子跃迁。进一步地，团队通过Te4+/Ln3+共掺杂Cs2ZrCl6，利用Te4+在近紫外（NUV）波段的1S0→3P1吸收允许跃迁来提高材料的吸收效率，并通过Te4+→Ln3+的高效能量传递过程，实现了Er3+、Nd3+、Yb3+的高效多色NIR发光。在392 nm单一波长激发下，Cs2ZrCl6:Te4+/Ln3+不仅呈现Te4+的宽带黄光发射，还观测到来自Er3+、Nd3+、Yb3+在1539 nm、1073 nm和1002 nm处的特征窄带NIR发射（图2），分别归属于Er3+的4I13/2→4I15/2、Nd3+的4F3/2→4IJ和Yb3+的2F5/2→2F7/2电子跃迁，其中Er3+的NIR发光量子产率达到6.1%。团队还通过变温激发、发射光谱和变温荧光寿命测试，揭示了Te4+→Er3+的声子辅助能量传递过程以及Te4+–Yb3+的荷移跃迁介导能量传递过程。此外，团队还验证了该材料良好的结构、空气和发光稳定性，并将其与392 nm NUV-LED芯片封装研制出高性能的可见/近红外（vis/NIR）双波段发光的LED器件，证明其在无损检测、夜视照明、荧光成像领域的潜在应用（图3）。该研究不仅提供了一种利用Te4+敏化稀土近红外发光的新策略，也为新型高效多功能的近红外发光金属卤化物的设计开发提供了新思路。相关结果发表在《德国应用化学》杂志(Angew.Chem.Int.Ed.2022,61,e202201993.DOI:10.1002/anie.202201993)，并被选为热点论文。论文的第一作者是中科院福建物构所与上海科技大学联培硕士生孙金月，通讯作者是中科院福建物构所郑伟和陈学元研究员。该研究得到中科院创新国际团队、国家自然科学基金和闽都实验室主任基金等项目支持。此前，陈学元团队在无铅金属卤化物的激发态动力学、光学性能及应用研究方面取得了系列重要进展。例如，通过Cu+掺杂提升自限激子态密度和辐射复合速率，实现Cs2(Ag/Na)InCl6双钙钛矿高效发光（Adv.Sci.2022,9,2103724）；通过A位阳离子替代与八面体结构基元调控，实现零维铟基卤化物纳米晶的高效全光谱可调谐发光（Adv.Opt.Mater.2021,9,2100434;Nano Today2022,40,101460）；通过Bi3+/Te4+共掺实现Cs2SnCl6空位有序型双钙钛矿的双带可调谐白光发射（Angew.Chem.Int.Ed.2022,61,e202116085）。
Hot News
/
相关推荐
2026
-
07
-
21
点击次数:
6
2026年7月20日下午，市商务委召开2026上海进出口公平贸易工作会议。市商务委副主任王超出席会议并讲话。会上，商务部贸易救济调查局、上海海关相关负责同志及实务专家分别就贸易调整援助政策及进口贸易救济调查、非关税减让措施、出口管制和经济制裁的新动态与应对等内容作授课。全市各区商务部门的相关负责同志，以及全市近50家进出口公平贸易工作站负责人员，共计80余人参会。上海市稀土协会秘书长崔中倪在会上作...
2026
-
07
-
21
点击次数:
4
2026年7月20日下午，市商务委召开2026上海进出口公平贸易工作会议。市商务委副主任王超出席会议并讲话。会上，商务部贸易救济调查局、上海海关相关负责同志及实务专家分别就贸易调整援助政策及进口贸易救济调查、非关税减让措施、出口管制和经济制裁的新动态与应对等内容作授课。全市各区商务部门的相关负责同志，以及全市近50家进出口公平贸易工作站负责人员，共计80余人参会。上海市稀土协会秘书长崔中倪在会上作...
2026
-
07
-
21
点击次数:
6
来源：X-MOL镧系系 4f 轨道的固有屏蔽导致磁交换弱，这一根本性限制可以通过使用自由基桥配体来解决。在这项工作中，我们采用了电子缺失配体 3,6-bis（2,2′-二吡基）-1,2,4,5-四甲苯（bbpytz），并通过有意控制 bbpytz 和 Ln（acac）3 的化学计量，制备了一系列二核和三核镭系配合物。该方法得到了双核复形 [LnIII2（bbpytz•–）（μ2–OH）（acac）...
2026
-
07
-
21
点击次数:
6
来源：X-MOL由于配位键的不稳定性以及配位数和几何形状的变化，镧系-有机框架（LnOFs）在外部刺激（光、热和溶剂）下常会发生单晶到单晶（SCSC）的转变。然而，室温湿度（RT）诱导的 SCSC 转变在三维 LNO 中仍然极为稀少。本文报告了两个三维 LNOF 中 RT 中由湿度诱导 SCSC 转变的罕见实例。针状 SCs，（NH 4 ）[LnL 2 ]·4DMF（Ln = Eu，1;...