综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

福建物构所等调控局域电子结构实现稀土掺杂双钙钛矿高效近红外发光

日期: 2022-10-25
浏览次数: 3

来源:福建物质结构研究所

近年来,无铅金属卤化物双钙钛矿Cs2Na(Ag)InCl6材料因组份易调控、合成简便及毒性低等特性,而备受关注,在照明显示、光电探测及光伏等领域表现出广阔的应用潜力。目前,该材料的研究主要局限在可见光波段,近红外(NIR)波段存在发光效率低的瓶颈,制约进一步的应用开发。

针对此问题,中国科学院福建物质结构研究所和闽都创新实验室研究员陈学元课题组,通过在Cs2NaInCl6中引入稀土离子Yb3+和Er3+作为近红外发光中心,实现高效近红外发光(图1)。

福建物构所等调控局域电子结构实现稀土掺杂双钙钛矿高效近红外发光



福建物构所等调控局域电子结构实现稀土掺杂双钙钛矿高效近红外发光

Cs2NaInCl6:Yb3+的最佳量子产率为39.4%,相比Cs2AgInCl6:Yb3+材料提升了142.2倍。科研团队通过第一性原理计算和Bader电荷分析,对比研究了Cs2NaInCl6:Yb3+和Cs2AgInCl6:Yb3+两种材料的局域电子结构(图2)。Bader电荷分析是一种通过将材料的总电荷分解到原子电荷,得到原子周围电子数,进而计算出原子化合价的方法。该方法应用于材料的电荷特性分析,判断材料内电荷传输过程。研究表明,Cs2NaInCl6:Yb3+中Na+离子的强离子性使其几乎完全电离,导致相邻的[YbCl6]八面体电荷显著局域化,促进了Cl--Yb3+的荷移跃迁。而Cs2AgInCl6:Yb3+中的Ag+由于强共价性形成Ag-Cl共价键,使相邻的[YbCl6]八面体中Cl-的电子波函数向Ag+离域,导致Cl-与Yb3+波函数交叠减小,从而抑制了Cl--Yb3+荷移跃迁过程。

福建物构所等调控局域电子结构实现稀土掺杂双钙钛矿高效近红外发光

该研究利用温度依赖的稳态和瞬态荧光光谱等手段,观察到Cs2NaInCl6:Yb3+中Yb3+的激发峰相对于基质自限激子的激发峰存在明显偏移(图3)。在低温下,Cs2NaInCl6:Yb3+通过紫外激发,在近紫外-可见光区观察到两个发射峰,波数差约为9766 cm-1,对应于荷移跃迁带(CTB)→2F7/2和2F5/2跃迁。以上证据证实了在Cs2NaInCl6:Yb3+中的高效近红外发射来源于其独特的Cl--Yb3+荷移跃迁敏化过程。

福建物构所等调控局域电子结构实现稀土掺杂双钙钛矿高效近红外发光

科研团队通过共掺其他近红外发光离子如Er3+,实现了Cl--Yb3+荷移跃迁敏化的Er3+离子1540 nm处的近红外发射(图4)。相比于Cs2NaInCl6:Yb3+/Er3+中常规的自限激子敏化,其发射强度增强了1510.2倍,最佳量子产率为7.9%。
该研究为实现高效的稀土掺杂近红外发光无铅金属卤化物双钙钛矿开辟了新途径,有望应用于近红外光通讯、发光二极管和夜视成像等领域。相关研究成果发表在《先进科学》(Advanced Science)上。研究工作得到中科院创新团队国际合作伙伴计划和国家自然科学基金等的支持。



Hot News / 相关推荐
  • 2023 - 02 - 02
    点击次数: 1
    来源:OFweek激光网强烈、极短波X射线脉冲在纳米波长范围内很难产生,但目前,TU Wien(奥地利维也纳技术大学)已经开发出一种新的、更简单的方法。该方法的起点不是钛蓝宝石激光器,而是镱激光器,关键诀窍是光被送过一种气体,以改变其属性。激光束的波长取决于产生它的材料。在相关的原子或分子中,电子从一种状态转变为另一种能量较低的状态。这导致一个光子被发射出来--其波长取决于电子在其状态变化过程中失...
  • 2023 - 02 - 02
    点击次数: 0
    来源:新广网燃料电池的功能是通过化学反应将化学能转化为电能。当该技术足够成熟时,可以使用氢气之类的燃料而不会将CO 2排放到大气中。在燃料电池中,催化剂促进化学反应,催化剂通常是分散在耐用和反应性材料(例如氧化铈)表面上的铂纳米颗粒。在这项研究之前,这些催化剂的活性区域已经在理想条件下,在非常低的温度和压力下进行了研究,去除了在普通工作条件下可能在设备中发现的任何污垢和水分。然而,Trieste国...
  • 2023 - 02 - 01
    点击次数: 3
    来源:科技日报科技日报合肥1月30日电 (记者吴长锋)记者30日从中国科学技术大学获悉,该校中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、石发展等人,基于金刚石氮—空位(NV)色心量子比特实现了保真度99.92%的量子CNOT门(量子受控非门)。该项研究成果日前发表在《物理评论快报》上。可实用的大规模量子计算要求门保真度至少达到99.9%,此前仅离子阱体系实现了保真度约为99.9%的两比特门。固态体系由于...
  • 2023 - 02 - 01
    点击次数: 2
    来源:中国粉体网目前,柔性电子产品在医疗健康、电子信息和国防安全等领域的地位和作用日益重要。未来可穿戴电子器件和系统需要柔性电池提供致密、安全且可靠的电能源保障。如何发展兼具高比能量、高比功率和高安全性的柔性电池技术已成为先进储能技术领域最受关注的热点问题之一。全固态锂电池是下一代高安全、高比特性储能技术的主要发展途径,而发展兼具可拉伸性和高离子电导率的固体电解质,在形变条件下维持电芯内部离子传导...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务