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无铅卤化物双钙钛矿实现高效稳定的暖白光发射
摘要: 全球电力消耗中,照明占比达五分之一。具有高效稳定白光发射的单一材料是理想的照明应用选择,但通过单一材料实现覆盖全可见光谱的光子发射难度极大。金属卤化物钙钛矿虽具备卓越的发光特性,但该类材料中性能最优者含铅且稳定性欠佳。本研究报道了一种无铅双钙钛矿材料,其通过激发态下AgCl6八面体的Jahn-Teller畸变产生自陷激子,从而实现高效稳定的白光发射。通过在Cs2AgInCl6中掺杂钠阳离子,我们通过调控自陷激子波函数的宇称打破了暗跃迁(反演对称性诱导的宇称禁阻跃迁),并降低了半导体的电子维度,使光致发光效率较纯Cs2AgInCl6提升三个数量级。经优化的Cs2(Ag0.60Na0.40)InCl6材料掺杂0.04%铋后,可发射量子效率达86±5%的暖白光,且持续工作超1000小时。这些成果有望推动基于单发射体的白光荧光粉及二极管研究,为新一代照明与显示技术提供支持。
关键词: 无铅卤化双钙钛矿、自陷激子、白光发射、光致发光效率、扬-特勒畸变
更新于2025-09-23 15:21:21
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用于高效深蓝光发光二极管(半衰期超100小时)的三元铜卤化物纳米晶胶体合成法
摘要: 目前,蓝色钙钛矿发光二极管(PeLEDs)在铅毒性与工作稳定性差之间难以平衡,且大多数先前研究都难以达到关键的蓝色NTSC标准。本研究展示了一种基于零维(0D)Cs3Cu2I5纳米晶(NCs)的电驱动深蓝光LED(约445纳米),其色坐标为(0.16,0.07),外量子效率高达约1.12%,与基于卤化铅钙钛矿的最佳性能蓝光LED相当。得益于Cs3Cu2I5纳米晶对热及环境氧/湿气的卓越稳定性,该器件在连续电流模式下运行了170小时,创下了约108小时的半衰期纪录。通过严苛的热循环测试(300-360-300开尔文)和35天存储测试进一步验证了器件稳定性。结合环保特性与简便的胶体合成技术,0D Cs3Cu2I5纳米晶因此可视为深蓝光LED应用的有力候选材料。
关键词: 自陷激子、发光二极管、稳定性、Cs3Cu2I5纳米晶体、深蓝色
更新于2025-09-23 15:21:01
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锰掺杂二维锡基钙钛矿中自陷激子向掺杂剂的能量转移用于暖白光发光二极管
摘要: 锰掺杂二维钙钛矿粉末是极具前景的暖白光发光二极管(LED)用荧光材料。然而解决铅毒性和提高光致发光量子产率(PLQY)仍是挑战。我们成功制备了锰掺杂二维锡基钙钛矿材料((C8H17NH2)2Sn1-xMnxBr4),其中(x=0.26)粉末的PLQY高达42%。所制材料呈现单一宽谱光致发光带,不同于锰掺杂卤化铅钙钛矿量子点的双峰特征。理论推导与实验结果表明:主体晶格的自陷激子(STEs)发射与掺杂锰离子d-d跃迁发射存在竞争关系。随着锰掺杂浓度增加,PL光谱出现红移且半高宽(FWHM)增大,这有利于暖白光LED应用。基于该材料制备的暖白光LED显示出3542K的相关色温(CCT)和88.12的高显色指数(Ra)。本研究为无铅钙钛矿材料光电器件提供了新可能。
关键词: 自陷激子、锰掺杂、光致发光量子产率、二维锡基钙钛矿、暖白光发光二极管
更新于2025-09-23 15:21:01
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自陷激子在铌酸锂极化子复合过程中的作用
摘要: 在具有强电子-声子耦合特性的极化子参考体系铌酸锂(LiNbO3,LN)中,我们通过实验研究了瞬态吸收和光致发光现象,旨在完善强耦合材料中小极化子动力学的微观模型。本研究采用两项独特设计:运用两种不同光谱学方法,在掺杂可增强光折变效应或抗损伤能力的晶体中进行测试,并覆盖15-400K的宽温区范围。虽然现有微观极化子模型在特定实验条件下具有自洽性,但应用于本大数据集时显现出矛盾。研究表明,引入具有以下特征的第三类极化子态可实现全面建模:(i) 弛豫时间强烈依赖于温度与掺杂浓度;(ii) 在蓝绿光谱区存在特征吸收峰;(iii) 具有温度依赖性拉伸因子β(T)的Kohlrausch-Williams-Watts衰减形态,其变化规律与小强耦合极化子相反。通过将低温(15K)与高温(300K)光致发光的光谱关联性分析,支持了"自陷激子(STE,即铌氧八面体内与Nb5+和O2-强耦合的束缚电子-空穴对)及其在缺陷位点钉扎"作为这些特征微观起源的假说,并解释了瞬态吸收中长寿命组分源于钉扎STE的现象。
关键词: 自陷激子、铌酸锂、光致发光、瞬态吸收、极化子复合
更新于2025-09-23 15:19:57
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掺铋无铅二维锡基卤化物钙钛矿单晶
摘要: 异价金属掺杂是调控著名卤化物钙钛矿光电性能的有效手段。先前研究主要集中于三维(3D)卤化物钙钛矿的异价掺杂,但相较于三维类似物具有独特光电特性和更优化学稳定性的二维钙钛矿却鲜有此类掺杂研究。本文成功实现了铋元素在无铅二维钙钛矿PEA2SnBr4单晶晶格中的掺杂。结构表征表明掺杂晶体与原始晶体具有相同的晶体结构和层状形貌。值得注意的是,我们发现通过调节铋掺杂浓度可定制光致发光(PL)峰位及光谱形貌。通过飞秒瞬态吸收光谱研究其可调谐PL行为的内在机制,清晰揭示了铋掺杂的影响规律。
关键词: 全局分析拟合,飞秒瞬态吸收光谱,自陷激子,光致发光,异价金属掺杂
更新于2025-09-04 15:30:14