我院潘跃晓教授指导的研究生黄叶鑫在国际刊物Inorganic Chemistry上发表学术论文

无机卤化物钙钛矿具有可见光区域内发光可调、光致量子发光效率高和色域宽等优异光电特性，在固态照明、显示器等领域有广阔的应用前景。为了进一步推进该类材料的实际应用，研究人员希望在保持此类材料结构的同时，能够降低其缺陷密度与提高光电效率，同时毫米级尺寸无机卤化物钙钛矿发光单晶有望在大功率白光LED等领域取得应用。

近日，澳门新葡平台网址8883潘跃晓教授指导的研究生黄叶鑫以无机卤化物钙钛矿CsCdCl₃为基质，通过Mn²⁺离子掺杂，诱导CsCdCl₃钙钛矿晶体结构收缩，随着Mn²⁺掺杂浓度的进一步增加，导致向CsMnCl₃^.2H₂O的结构转变，进而研究了掺杂浓度引发对与相变而引起了发光性质变化的规律。通过调节Mn²⁺掺杂浓度，可调控晶格畸变程度进而实现了发射波长从570 nm到640 nm的移动，并阐述了CsCdCl₃:Mn²⁺的发射机理。CsCdCl₃:Mn²⁺在360、370、420、440 nm不同的激发波长下，均呈现单一的橙红色发光，由此可推测在晶体内只存在一种发射格位，并且该结果可能归因于Mn²⁺的(⁴T₁(G)-⁶A₁(S))轨道跃迁，从而呈现典型的橙红色发光。

密度泛函理论(DFT)计算结果显示，CsCdCl₃中的Cd²⁺被Mn²⁺取代之后，改变CsCdCl₃的电子结构，从而改变其光物理性质，掺杂后CsCdCl₃:Mn²⁺的光吸收明显增强，这对提高光致发光效率具有重要意义。此外， Mn²⁺掺杂浓度超过90%时，占主导地位的Mn²⁺会诱导晶体从三维的CsCdCl₃转变为一维的CsMnCl₃^.2H₂O，引起了光谱性能的显著变化。以上结果揭示了Mn²⁺离子掺杂与CsCdCl₃晶体结构相变行为的内在联系，探讨了钙钛矿晶体中掺杂诱导相变的机制。最后，基于此材料独特的激发特性，其可适配于商用的紫外和蓝光芯片，从而制备出高性能的白色发光二极管(WLEDs)。因此，开发更新颖的无机卤化物钙钛矿晶体，解释其发光与结构转变的机理，拓展其实际应用仍是当前研究的热点问题。

这一研究结果以“Large spectral shift of Mn²⁺ emission due to the shrinkage of crystalline host lattice of the hexagonal crystals CsCdCl₃ and phase transition”为题发表在《Inorganic Chemistry》，并入选为封面文章。澳门新葡平台网址8883作为第一通讯单位，澳门新葡平台网址88832020级硕士研究生黄叶鑫为第一作者，潘跃晓教授为通讯作者。 相关工作受到国家自然科学基金（5217215）、浙江省重点自然科学基金（LZ20E020003, LQ22B010003）与温州市重点项目(ZG2020025)的资助。

原文链接：https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-AMX6DE5D2URDCBUI7U5X