本网讯(通讯员 杨刚 张君)近日,物理与电子工程学院稀土发光显示材料与器件团队的研究成果《Efficient Emission of Lanthanide Ion in Double Perovskite Nanocrystals Enabled by Synergistic Effect of Energy Level Modulation and Crystal-Field Engineering》在Laser&Photonics Reviews(中科院一区TOP期刊,影响因子9.8)杂志上发表。文章第一作者为我校和辽宁大学联合培养博士生白送超,通讯作者为南阳师范学院朱永胜教授、杨刚副教授和河南大学潘根才教授,南阳师范学院为第一通讯单位。

双钙钛矿材料通常具有较为单一的晶体场环境,且常用的过渡金属离子激活剂所引发的电子跃迁类型存在局限性,这导致其仅能产生特定颜色的发光。为了满足多功能应用场景对发光颜色多样性的需求,文章通过拓展激活离子种类、晶体场调控策略,创新性地将多种类型的激活离子引入双钙钛矿材料体系。除传统的过渡金属离子外,还探索了稀土离子、碱金属离子协同调控双钙钛矿发光性能的机制。本研究采用热注入法成功制备了Ln3+离子掺杂的Cs2Na1-xKxY0.97Sb0.03Cl6纳米晶。实验发现,K⁺离子的引入能够调控双钙钛矿晶体内部的晶场环境,同时引起较大程度的晶格畸变,进而对Ln3+离子的发光特性产生显著影响。这种调控机制使得该纳米晶实现了从可见光到近红外波段的高效发光。值得注意的是,所有制备样品在可见光及近红外区域的光致发光量子产率均超过50%。其中,Tb³⁺掺杂的双钙钛矿纳米晶光致发光量子产率高达83.3%。本研究成果为开发高效的Ln³⁺离子掺杂双钙钛矿发光材料提供了全新的研究思路和技术路径。
以上工作得到了国家自然科学基金、河南省优秀青年科学基金,河南省高校科技创新团队以及河南省高校科技创新人才项目的经费支持。
论文链接:https://doi.org/10.1002/lpor.202401614