全讯网-皇冠网_百家乐网_全讯网娱乐 (中国)·官方网站

北理工課題組在二維鈣鈦礦晶體發(fā)光和機(jī)理方面取得最新研究進(jìn)展


有機(jī)-無機(jī)雜化金屬鹵素鈣鈦礦材料因其獨(dú)特的半導(dǎo)體特性被廣泛應(yīng)用于太陽能電池、發(fā)光二極管、熒光粉、光電探測和激光器等光電功能器件。它們的晶體維度、空間結(jié)構(gòu)、光電性能和光物理過程等,可以通過晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、組分調(diào)控、溫度和壓力等因素進(jìn)行調(diào)控。

近日,在國家自然科學(xué)基金((22075022和21703008) 資助下,北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院崔彬彬副研究員聯(lián)合材料學(xué)院陳棋教授、沙特阿拉伯王國阿卜杜拉國王科技大學(xué)(KAUST)Omar F. Mohammed教授和中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所金盛燁研究員以“Exciton Self-trapping for White Emission in 100-oriented Two-dimensional Perovskites via Halogen Substitution”為題在國際材料與化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《ACS Energy Letters》(影響因子23.101)發(fā)表了該團(tuán)隊(duì)在二維鈣鈦礦(2D Perovskite)晶體發(fā)光和機(jī)理方面的最新研究進(jìn)展。北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院博士研究生韓穎和阿卜杜拉國王科技大學(xué)博士后殷俊博士為該工作共同第一作者,Omar F. Mohammed教授、陳棋教授和崔彬彬副研究員為該工作共同通訊作者。

圖1 基于100取向的二維鈣鈦礦自由激發(fā)態(tài)發(fā)光(左)和自陷態(tài)寬帶發(fā)光(右)

近年來,低維有機(jī)-無機(jī)雜化金屬鹵素鈣鈦礦開辟了單一組分白光熒光粉的新領(lǐng)域,研究表明其寬帶白光發(fā)射是由自陷激子(self-trapped excitons, STEs)回到基態(tài)產(chǎn)生的,并依賴于影響材料電子-聲子耦合強(qiáng)度的晶格扭曲程度和無機(jī)骨架與有機(jī)陽離子之間的相互作用。以往報(bào)道發(fā)現(xiàn)鹵素取代可調(diào)控出低維鈣鈦礦晶體的STE寬峰白光發(fā)射,但其內(nèi)在機(jī)制尚未清楚。該團(tuán)隊(duì)為了探究不同鹵素對2D鈣鈦礦STE自陷態(tài)發(fā)光機(jī)制的影響,將質(zhì)子化的苯并咪唑作為有機(jī)陽離子,分別以Br-和Cl-為鹵素陰離子合成了兩個(gè)100取向的二維鈣鈦礦單晶BM-Cl和 BM-Br。值得注意的是,雖然二者具有相似的晶體結(jié)構(gòu),并且晶體在無機(jī)八面體框架中幾乎無扭曲,但是卻展示出完全不同的發(fā)光特征和機(jī)制(圖 1)。

BM-Br晶體具有弱的電子-聲子耦合效應(yīng),其體現(xiàn)電子-聲子耦合強(qiáng)度的“黃-里斯(Huang?Rhys)”因子S="13,在室溫下產(chǎn)生深藍(lán)色的窄帶光致發(fā)光;而BM-Cl晶體在室溫下處呈現(xiàn)由于強(qiáng)電子-聲子耦合導(dǎo)致的STE寬帶白光發(fā)射,其S="181,這是目前所有塊體半導(dǎo)體材料中的最高值(圖 2)。因此,本工作揭示了鹵素對二維鈣鈦礦STE發(fā)射的內(nèi)在的調(diào)控機(jī)制:除了改變晶格形變勢能和自俘獲STE的勢能外,鹵素取代使BM-Cl晶體中電子-聲子耦合增強(qiáng)高達(dá)十倍,從而影響了STE的動(dòng)力學(xué)。這為調(diào)控低維鈣鈦礦中的電子-聲子耦合強(qiáng)度提供了一個(gè)通用可行的新思路。

圖2 BM-Cl和BM-Br的晶體結(jié)構(gòu)以及光學(xué)特性譜圖(光致熒光PL、色域值、Huang?Rhys因子計(jì)算和瞬態(tài)熱激子弛豫)

最后,該團(tuán)隊(duì)將兩種二維鈣鈦礦單晶材料分別應(yīng)用于電致發(fā)光二極管(LED)和光致發(fā)光器件。基于BM-Br發(fā)光層的LED器件發(fā)出明亮的深藍(lán)光,其CIE顏色坐標(biāo)為(0.159, 0.097),很好的對應(yīng)了顯示器深藍(lán)指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo);將BM-Cl熒光粉應(yīng)用于光致發(fā)光器件,可發(fā)出明亮的寬帶白光。此外,BM-Cl熒光粉還表現(xiàn)出一個(gè)負(fù)熱猝滅(NTQ)范圍,并且在室溫300 K左右達(dá)到最大強(qiáng)度,在450 K之前熱猝滅較弱。基于BM-Br發(fā)光層的深藍(lán)光LED和基于BM-Cl的白光熒光粉都表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性(圖3),在顯示照明領(lǐng)域有較大的應(yīng)用潛力。

圖3 基于BM-Br和 BM-Cl的發(fā)光器件發(fā)光性能及其穩(wěn)定性

論文信息:

Exciton Self-trapping for White Emission in 100-oriented Two-dimensional Perovskites via Halogen Substitution,  ACS Energy Letters , 2021, DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02572.

原文鏈接:https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c02572


附作者簡介:

崔彬彬,九三學(xué)社社員,2016年于中科院化學(xué)研究所獲得博士學(xué)位,2015年9月至2016年4月在新加坡南洋理工大學(xué)進(jìn)行訪問學(xué)習(xí)。現(xiàn)任北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院預(yù)聘助理教授(特別副研究員),博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)橛袡C(jī)-無機(jī)雜化的光電功能材料,在“高效且穩(wěn)定的有機(jī)-無機(jī)雜化金屬鹵素鈣鈦礦光伏器件”和“低維有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦晶體材料的結(jié)構(gòu)和光電功能調(diào)控”等方面已經(jīng)取得了一系列的重要研究進(jìn)展,如 Energy & Environ. Sci. , 2020, 13, 4344-4352; Adv. Sci. , 2021, 8, 2004805; Nat. Commun. , 2019, 10, 5190-5198等。近年來以一作或通訊作者在 Energy & Environ. Sci. , Nat. Commun. , J. Am. Chem. Soc .,  Angew. Chem. Int. Ed. , Adv. Sci. 等期刊共發(fā)表研究工作30余篇。主持國家自然科學(xué)基金面上和青年基金等項(xiàng)目。



分享到:

百家乐赌博策略| 大发888 漏洞| 威尼斯人娱乐代理| 百家乐2号程序| 新世纪百家乐官网现金网| 百家乐过两关| 最大的百家乐官网网站| 大发888网页ban| 杨公24水口| 博E百百家乐官网娱乐城| 威尼斯人娱乐场66| 嬴澳门百家乐官网的公式| 网上娱乐城注册送彩金| 百家乐好津乐汇| 大世界百家乐官网赌场娱乐网规则| 赌博技术| 大发888娱乐城欢迎您| 百家乐娱乐城彩金| 新葡京百家乐官网娱乐城| 新世纪娱乐成| 大发888体育| 百家乐官网过滤| 日照市| 大发888娱乐城网页版| 百家乐出千手法| 博士百家乐现金网| 百家乐官网永利娱乐城| 皇家赌场下载| 大发888游戏平台hg dafa888 gw| 百家乐反缆公式| 菲律宾百家乐太阳城| 巨星百家乐官网的玩法技巧和规则| 太谷县| 广西| 新时代娱乐城开户| 大发888真人娱乐| 威尼斯人娱乐城介| 苹果百家乐的玩法技巧和规则| 百家乐官网三珠投注法| 应城市| tt娱乐城注册|