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

Fe³⁺/Er³⁺共掺双钙钛矿体系实现NIR-II发射增强用于多功能光电应用

日期: 2024-10-28
浏览次数: 83
来源:X-MOL


双钙钛矿结构是一种无毒、灵活、具有显著光物理性质的光电材料,一般应用于电子器件、光学材料、能源存储和转换等领域。然而其单一的发射中心和较低的发光量子效率,限制了它们的进一步光电应用。近期,中国科学院长春应用化学研究所林君研究员、党佩佩副研究员、中国地质大学(武汉)李国岗教授和重庆邮电大学马崇庚教授合作报道了一种能够实现材料近红外二区(NIR-II)发射增强的新策略,通过过渡金属Fe3+敏化,基质的吸收大大增强并将其调整到蓝光区域。由于具有许多良好的发光性质,该材料可用于探究多功能光电应用。相关工作发表在期刊Angewandte Chemie International Edition 上。
作者通过简单的水热法成功合成了Cs2NaBiCl6单晶,并使用相同方法进行了Fe3+/Er3+离子掺杂。随后,通过粉末X射线衍射(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段证明了该材料成功合成。
通过对其光谱性质表征,作者发现,Fe3+掺杂后,发光材料的激发光谱由最初的线状光谱变为宽带光谱,吸收效率超过70%并且NIR-II发光强度提高了16.7倍。除此之外,最佳激发峰的位置在450 nm处,可以与商业蓝光芯片相匹配,做成LED发光器件。经过实验与理论计算协同验证,作者总结出该性质有两个解释:电子-空穴对可以与一对Bi3+离子结合,其中一个离子占据Na位,导致典型的价间电荷转移(IVCT)跃迁。Fe3+离子引入后,由于较低的能量消耗,Bi-BiNa对上的激子会转移给Fe3+离子形成配体-金属电荷转移(LMCT)态,为Er3+离子的能级提供额外的能量传递路径。另一方面,在Fe3+离子掺杂后,由于较小的Fe3+离子取代Bi3+离子产生的收缩应力,Er3+离子的局域环境沿着ab平面扩展。这种结构变化增强了Er3+离子周围的局域晶体场,减小了Er3+离子能级之间的非辐射弛豫能隙,促进电子在最低多重态中的积累。此外,晶格收缩减小了Er-Er距离,增加了Er3+离子之间的电子传递速率,有助于高能Er3+离子发生能量损失。该现象也有望在其他稀土离子(Dy、Tm)中实现。
在80 K到413 K的温度范围内,该材料表现出可逆的热致变色现象。随着温度的升高,样品的颜色由黄色逐渐转变为褐色,发光颜色从红色转变为绿色。这种变化是由于基质的IVCT发射与Er3+离子的2H11/2/4S3/2→4I15/2跃迁发射对温度响应的差异所致。凭借这一特性,该材料在温度传感方面展现出良好的应用潜力,经过相关计算,其最大相对灵敏度可达1.71%/K。此外,样品颜色变化的原因在于Fe-Cl共价键和Na-Cl离子键对温度的响应差异,导致了强烈的电子-声子耦合效应。



Hot News / 相关推荐
  • 2025 - 07 - 11
    点击次数: 154
    2025年7月10日下午,上海市稀土协会在华东理工大学工业催化研究所会议室召开第三届第九次理事会会议,会议由秘书长吴建思主持,理事会出席人数符合章程规定要求,监事会成员列席会议。  会议通报了协会换届工作进展和情况说明,并宣读了市工经联党委对换届主要负责人选审核结果的通知。会议强调,换届工作必须严格按照《上海市社会团体换届选举工作指引》和协会章程规定,遵循民主办会原则,保障全体会员充分行...
  • 2025 - 07 - 11
    点击次数: 198
    2025年7月10日下午,上海市稀土协会在华东理工大学工业催化研究所会议室召开第三届第九次理事会会议,会议由秘书长吴建思主持,理事会出席人数符合章程规定要求,监事会成员列席会议。  会议通报了协会换届工作进展和情况说明,并宣读了市工经联党委对换届主要负责人选审核结果的通知。会议强调,换届工作必须严格按照《上海市社会团体换届选举工作指引》和协会章程规定,遵循民主办会原则,保障全体会员充分行...
  • 2025 - 07 - 11
    点击次数: 83
    来源:X-MOL离子吸附稀土矿石 (IAREO) 是中重稀土元素的重要来源。硫酸镁 (MgSO4) 原位浸出广泛用于 IAREO 的开采。然而,稀土 (RE) 在浸出过程中可能会重新吸附在贫矿层中,导致稀土浸出率下降,浸出剂消耗量增加,生产成本增加。在本工作中,探究了使用 MgSO4 对 IAREO 进行塔浸过程中稀土和铝 (Al) 在贫矿层中的浸出行为以及发生转变。结果表明,在贫矿石存在下,RE...
  • 2025 - 07 - 11
    点击次数: 87
    来源:X-MOL通过沉淀中和和浓缩稀土去除铝是目前最广泛采用的离子稀土浸出液处理工业方法。采用镁-钙碱性化合物作为 pH 调节剂具有成本低和钙-镁闭环回收等优点。然而,这个过程的稀土损失超过 8%,获得的混合稀土氧化物中的杂质含量(镁和硫酸盐)均超过 15 wt%。为了解决这个问题,提出了一种从镁盐基离子稀土浸出液中选择性分离和逐步回收稀土和铝的新工艺。首先,采用镁/钙碱性化合物逐步共沉淀稀土和铝...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    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