发光材料是指能够通过吸收外部能量并发出光辐射的材料,在显示器、照明、生物医学、光电子器件等领域具有广阔的应用前景。发光材料的发展趋势主要有三个方面,首先高效能,通过改进材料结构、调节发光机制等途径,提高发光材料的转换效率,从而实现更高亮度、更低功耗的发光效果。其次是是绿色环保,以满足人们对环境友好产品的需求。最后是多功能性,随着科技的进步,人们对于发光材料的需求也越来越多样化,未来的发光材料将具备多种功能,如可调颜色、可调亮度、可弯曲、可透明等,以适用于各种不同的应用场景和需求。
近日,学院范冉冉副教授等在发光材料的研究方面取得重要进展,成功合成了铜离子掺杂的Cs2AgI3和Cs2AgBr3材料。研究表明,在紫外光激发下,Cs2AgI3和Cs2AgBr3分别在469 nm和510 nm处发射蓝光及绿光,适量铜离子的加入可以极大地提高材料的发光强度,两者的光致发光量子产率分别由 5.61% 提升到了54.24%、由1.97% 提升到了11.19%。理论计算进一步证明,铜离子可以有效调节材料的电子能带结构,在VBM附近出现了Cu-d能级,局限于CuI4和CuBr4四面体的电子态呈现出较强的局域性,有利于提高材料的发光效率。此外,在空气环境条件下,两种材料均表现出较好的结构稳定性,在光电领域具有良好的发展前景。
相关成果分别发表在Optics Letters, 2024, 49(3), 478-481和Optics Letters, 2024, 49(14), 3942-3945上,该研究工作得到了国家自然科学基金项目和山东省自然科学基金项目的资助。
图 (a) 具有不同铜离子含量的Cs2AgI3的PL光谱。(b) 具有不同铜离子含量的Cs2AgI3的PLE光谱。(c) 具有不同铜离子含量的Cs2AgI3的PLQY及FWHM。(d) 不同激发光波长下的Cs2AgI3的PL光谱。(e) STE发光原理图。
供稿审核:刘广强
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终审:满忠晓