我所揭示零维铜掺杂铯锌卤化物发光动力学机理

  近日,我所复杂分子体系反应动力学研究组(1101组)韩克利研究员团队在零维全无机金属卤化物发光动力学机理研究方面取得新进展,通过将铜掺入铯锌卤化物实现了在蓝光波段的高效发光。

  全无机零维金属卤化物具有优异的发光性能和高的稳定性,在显示和固态照明等领域展现出广阔的应用前景。目前,全无机零维金属卤化物已在绿光、黄光和红光等波段取得了很高的发光效率。相比之下,高效蓝光发射全无机零维金属卤化物的发展仍面临挑战。

  本工作中,该团队首次合成了铜掺杂的零维铯锌卤化物单晶,成功实现了在纯蓝光波段的高效发光。研究发现Cs2ZnBr4中掺入Cu+以后,出现了明显的激子吸收峰,荧光峰的位置未发生变化,发光量子产率由3.6%提升到65.3%;同时,荧光寿命明显变长,表明Cu+掺杂可以有效抑制Cs2ZnBr4中的非辐射重组过程。详细的光谱分析显示,Cs2ZnBr4:Cu中的蓝光发射起源于三重态自陷激子,并在低温下表现出双重发射的特征。除了优异的光学性能,Cs2ZnBr4:Cu还表现出良好的潮湿稳定性和热稳定性。此外,科研人员通过进一步取代A位阳离子和卤素,可以获得具有高效天蓝色发光的Rb2ZnCl4:Cu,其发光量子产率高达73.1%。该工作提出了一种开发环保、低成本、高效率的蓝光发射全无机零维金属卤化物的有效策略。

  上述研究成果发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。相关工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等基金的资助。(文/图 程鹏飞)

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