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山西师范大学苗向阳教授团队揭示近红外发光的钠铒双钙钛矿纳米晶超快动力学机理

  2021-09-01 17:46:08  

近日,山西师范大学吴瑞祥副教授苗向阳教授中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室韩克利研究员等人合作,揭示了近红外发光的钠铒双钙钛矿纳米晶超快动力学机理。通过变温热注入的方式,首次合成了一系列双钙钛矿纳米晶Cs2NaEr1-xBxCl6 (B: In, Sb, Bi; x = 0, 0.13, 0.5),其辐射发射出近红外荧光(最强发光位置为1543nm),对应三价铒离子的Laporte禁戒跃迁4I13/24I15/2。Cs2NaEr0.5Sb0.5Cl6纳米晶的近红外荧光增强23倍,寿命是119.1 μs。其绝对量子产率可以达到0.26%,比现有的文献报道提高了5倍。

图1.钙钛矿纳米晶Cs2NaEr0.5B0.5Cl6的近红外发光及高分辨透射电子显微成像。

通过理论计算和稳态光谱、时间分辨荧光光谱及飞秒瞬态吸收光谱测量,发现增强的激子吸收、变长的荧光寿命、间接带隙适当的声子辅助过程及长寿命的暗俘获态有利于钙钛矿纳米晶材料的近红外发光。新设计的钠铒双钙钛矿纳米晶可以用于近红外发光二极管、光通讯及量子存储等领域。

图2. 钠铒双钙钛矿纳米晶的飞秒瞬态吸收光谱,(A-B): Cs2NaEr0.5Cl6, (C-D): Cs2NaEr0.5Sb0.5Cl6

相关研究成果以“All-Inorganic Rare-Earth-Based Double Perovskite Nanocrystals with Near-Infrared Emission”为题,发表在《激光与光子学评论》(Laser & Photonics Reviews,IF: 13.138)上。该期刊是Weily旗下顶级学术期刊,在光学学科99种SCI期刊中排名第4位,居前4.0%。山西师范大学吴瑞祥副教授为论文第一作者,大连化物所韩沛耿博士为共同第一作者,山西师范大学苗向阳教授与大连化物所韩克利研究员为共同通讯作者,山西师范大学为该论文的第一通讯单位。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持。(科技处 供稿)

文章链接:https://doi.org/10.1002/lpor.202100218

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