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面向LED应用金属卤化物的结构设计与发光调控研究

发布日期:2022-07-13    作者:     来源:     点击:

21世纪,全球能源紧缺和环境污染问题愈加严重,研发低成本、低能耗、环境友好、原料丰富的高性能发光材料成为固态照明/显示领域的主要发展方向。近年来,铅卤钙钛矿异军突起,被视为最具前景的光功能材料之一,然而铅元素的毒性以及不稳定性,成为其商业化应用道路上巨大的“绊脚石”。相比之下,具有低电子维度的金属卤化物/钙钛矿衍生物,结构多样、无毒且稳定性良好。特别是,“主-客”体结构的零维锰基金属卤化物展现出优异的光致发光特性,具有成为下一代高品质LED用光功能材料的巨大商用潜力。

本论文采用溶剂挥发法,设计合成了具有不同Mn2+配位环境的零维金属卤化物(C5H14N3)2MnBr4和(CH6N3)2MnBr4,呈现出528 nm处的绿光发射和627 nm处的红光发射,分别归因于四配位[MnBr4]2−单元和六配位[Mn3Br12]6−单元的d−d跃迁(4T1(G)→6A1(S))。根据变温光谱、Tunabe-Sugano能级图以及理论计算,系统研究了Mn2+局域结构与发光颜色的构效关系,发现无机单元的晶体场强度和扭曲程度是影响Mn2+离子发光颜色的关键因素。更重要的是,可封装得到超高显色指数(Ra=90.8)的白光LED器件,在固态照明领域展现出很好的应用前景。

该成果以“Coordination units of Mn2+modulation toward tunable emission in zero-dimensional bromides for white light-emitting diodes”为题,发表在国际著名期刊J. Mater. Chem. C,2022, 10, 2095-2102。化学与材料科学学院周国君老师为论文第一作者和通讯作者,张献明教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、山西师范大学博士启动经费以及山西省1331工程项目共同支持。

论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/tc/d1tc05680h



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