Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Effektiv nær-infrarød luminescens i lanthanid-doterede, helt uorganiske halogenid-dobbeltperovskitter

Grafisk abstrakt. Kredit:Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI:10.1002/anie.202205276

Pb-fri alle-uorganiske halogenid-dobbeltperovskiter (DP'er) er dukket op som en vigtig klasse af miljøvenlige fosforer til optoelektroniske applikationer. Undersøgelserne af dem er hovedsageligt begrænset til det synlige spektrale område.

Lanthanid (Ln 3+ ) doping foreslås som en gyldig tilgang til at udvide det spektrale område af DP'er mod den nær-infrarøde (NIR) region. Desværre er disse Ln 3+ -dopede DP'er lider stadig af lav, svag NIR-emission af Ln 3+ på grund af det lille absorptionstværsnit af Ln 3+ .

I en undersøgelse offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition , udviklede forskningsgruppen ledet af prof. Chen Xueyuan fra Fujian Institute of Research on the Structure of Matter af det kinesiske videnskabsakademi en ny klasse af NIR-emitterende DP'er baseret på Ln 3+ -dopet Cs2 (Na/Ag)BiCl6 . Drag fordel af Na + -induceret nedbrydning af lokal sitesymmetri i Cs2 AgBiCl6 DP'er, effektive NIR-emissioner af Ln 3+ (f.eks. Yb 3+ og Er 3+ ) realiseres gennem Bi 3+ sensibilisering.

Forskerne undersøgte først systematisk de optiske egenskaber af Ln 3+ -dopet Cs2 (Na/Ag)BiCl6 fosfor for at bestemme det optimale Na + indhold, og undersøgte derefter den ophidsede tilstands dynamik og energioverførselsprocessen i den optimale Ln 3+ -dopet Cs2 Ag0.2 Na0,8 BiCl6 fosforer ved hjælp af temperaturafhængig steady-state og transient fotoluminescerende spektroskopi.

Raman-spektroskopianalyse og beregninger af densitetsfunktionsteori (DFT) bekræftede, at Na/Ag-legering forårsagede ændringen af ​​Bi-Cl-bindingslængden, hvilket resulterede i den lokale symmetribrud af Bi 3+ i [BiCl6 ] 3- oktaeder.

Sammenlignet med Na-fri Cs2 AgBiCl6 modparter, NIR-emissionen af ​​Yb 3+ og Er 3+ kan boostes med 7,3 gange og 362,9 gange i Cs2 Ag0.2 Na0,8 BiCl6 DP'er med de optimale fotoluminescenskvanteudbytter (PLQY'er) på henholdsvis 19,0% og 4,3%.

Desuden brugte forskerne disse Ln 3+ -dopet NIR-emitterende Cs2 Ag0.2 Na0,8 BiCl6 DP'er til 365-nm UV-konverterede NIR-lysemitterende dioder (LED'er), som indikerede deres potentielle anvendelser som højtydende optoelektroniske enheder.

Disse resultater giver ny indsigt i designet af effektive NIR luminescerende Ln 3+ doterede helt uorganiske halogenid-dobbeltperovskitmaterialer, som kan fremskynde udviklingen af ​​nye NIR optoelektroniske enheder. + Udforsk yderligere

Forskere udvikler nye nær-ultraviolette LED-eksciterbare nær-infrarøde emittere