今日Nature:無鉛鹵化物雙鈣鈦礦暖白光的高效穩定發光


【前言】

金屬鹵化物鈣鈦礦由于其優異的缺陷容限、低成本的溶液處理和可調諧的可見光譜發射而迅速推動了光電器件領域的發展。對于照明應用,來自單個發射器層的白色發射引人關注,因為它簡化了器件結構,避免了在混合和多個發射器中看到的自吸收和顏色不穩定性。寬帶和白光發射通常源自存在于具有局域載流子和軟晶格的半導體中的自俘獲激子(STEs)。盡管雜化金屬鹵化物鈣鈦礦,特別是那些具有低維晶體結構的鈣鈦礦,作為寬帶發射材料受到了相當大的關注,但它們很少能夠達到高的PLQY。

【成果簡介】

今日,來自美國托萊多大學的鄢炎發教授?與華中科技大學的唐江教授(共同通訊)聯合在Nature發表文章,題為“Efficient and stable emission of warm-white light from lead-free halide double perovskites”。作者報道了一種無鉛雙鈣鈦礦,它通過自俘獲激子表現出高效穩定的白光發射,這些激子源自處于激發態的AgCl6八面體的Jahn-Teller畸變。將鈉離子摻雜到Cs2AgInCl6中,作者通過操縱自俘獲激子波函數的奇偶性來打破暗躍遷,并降低半導體的電子維數。這導致光致發光效率比純Cs2AgInCl6提高了三個數量級。含0.04%鉍摻雜的最佳合金Cs2(Ag0.60Na0.40)InCl6發出86.5 %量子效率的暖白光,工作時間超過1000小時。作者預計這些結果將刺激對用于下一代照明和顯示技術的基于單發射器的白光發光磷光體和二極管的研究。

【圖文導讀】

圖1. Cs2AgInCl6中STEs的理論計算

圖2. 具有不同Na摻雜濃度的Cs2AgxNa1?xInCl6 表征

圖3. Cs2Ag1?xNaxInCl6中PLQY研究

圖4. Cs2Ag1?xNaxInCl6白色發光

【總結】

總之,Na摻雜Cs2AgInCl6降低了其電子維數,通過STEs的輻射復合實現有效的白光照明。這種白光發光材料還顯示出出色的穩定性和低成本制備的特點,極大的促進了固態照明的發展。我們相信鹵化物雙鈣鈦礦具有巨大的顯示和照明應用潛力,值得進一步研究以實現其全部潛力。

文獻鏈接:Efficient and stable emission of warm-white light from lead-free halide double perovskites, (Nature, 2018, DOI: 10.1038/s41586-018-0691-0)

本文由材料人編輯部學術組Z,Chen供稿,材料牛整理編輯。

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