Cu+-doping øger selvfanget exciton-emission i legeret Cs2(Ag/Na)InCl6-dobbeltperovskit

a) Krystalstruktur af Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ og det krystallografiske sted for Cu⁺ dopingmidler. PL-fotografierne (λ_ex = 365 nm) for Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ og Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ :1,0 %Cu⁺ pulvere præsenteres, som viser signifikant forbedret PL af krystallerne efter Cu⁺ doping. b) Pulver XRD-mønstre af Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ :x%Cu⁺ med forskellige Cu⁺ dopingkoncentrationer. Det forstørrede 2θ-område (20–28°) af XRD-mønstre viser et monotont skift af diffraktionstoppene til højere vinkel med forøgelse af Cu⁺ koncentration. c) Optiske absorptionsspektre for Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ og Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ :1,0 %Cu⁺ . Indsatsen viser de tilsvarende Tauc-plot af absorptionsspektrene. d) PL excitationsspektre (λ_em = 605 nm), PL-emissionsspektre (λ_ex = 365 nm), og e) PL-henfaldskurver (λ_em = 605 nm) af Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ :x%Cu⁺ med forskellige Cu⁺ dopingkoncentrationer. Kredit:Advanced Science (2022). DOI:10.1002/advs.202103724

Helt uorganiske 3D blyfri dobbeltperovskiter (DP'er) med bredbånds-selvfanget exciton (STE) emission har vist sig meget lovende som alternativer til blyhalogenidperovskiter i forskellige optoelektroniske applikationer såsom lysemitterende dioder (LED'er) og fotodetektorer. En grundlæggende forståelse af effekten af doping på de optiske egenskaber af DP'er, især STE-dynamikken, er af vital betydning for deres ydeevneoptimering og applikationer.

I en undersøgelse offentliggjort i Advanced Science , udviklede forskningsgruppen ledet af prof. Chen Xueyuan fra Fujian Institute of Research on the Structure of Matter af det kinesiske videnskabsakademi en unik strategi via Cu⁺ doping for at opnå effektiv STE-emission i den legerede blyfri Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ DP-krystaller.

Denne unikke strategi baseret på Cu⁺ doping booster STE-emissionen i de legerede Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ DP'er. Forskerne brugte en lille mængde (1,0 mol%) Cu⁺ doping for at realisere den forstærkede STE-emission i krystallerne, med fotoluminescens (PL) kvanteudbytte, der stiger fra 19,0 % til 62,6 %, og excitationsbåndet skifter fra 310 nm til 365 nm.

De undersøgte udførligt effekten af Cu⁺ doping på den elektroniske struktur og optiske egenskaber af Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ og STE-dynamikken. De som syntetiserede Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ :Cu⁺ krystaller udviser signifikant forbedret PL, der stammer fra den øgede strålingsrekombinationshastighed af STE'er samt den forbedrede STE-densitet.

Ved hjælp af temperaturafhængige PL og ultrahurtige femtosekunds transiente absorptionsspektroskopier afslørede forskerne, at den bemærkelsesværdige PL-forstærkning blev tilskrevet den øgede tæthed og strålingsrekombinationshastighed af STE'er, som et resultat af symmetrinedbrydning af STE-bølgefunktionen ved den oktaedriske Ag⁺ site induceret af Cu⁺ doping.

Desuden demonstrerede forskerne den fremragende luft-, strukturelle og termiske stabilitet af disse Cu⁺ -dopet Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ krystaller og afslørede deres store potentialer som effektive gulemitterende fosfor til anvendelse i næsten-ultraviolet (NUV)-konverterede hvide lysdioder.

Denne undersøgelse giver dyb indsigt i STE-dynamikken i Cu⁺ -dopet Cs₂ (Ag/Na)InCl₆ , og derved lægge et fundament for fremtidigt design af nye blyfri DP'er med effektiv STE-emission. + Udforsk yderligere

Syntetisering af dobbelte perovskit nanokrystaller med lys emission baseret på triplet selvfangede excitoner

Sidste artikelHvordan inerte forbindelser kan stjæle ioner

Næste artikelForskere bruger kooperativ handling af et ligand-counterion-system til bæredygtig etherproduktion