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光/力敏感零维无铅钙钛矿:从高效蓝色有机长余辉到近100%量子产率的白色磷光
更新日期:2022-04-26  

具有超长寿命的分子室温磷光(RTP),也称有机长余辉,有望广泛应用于高级防伪、化学传感、生物成像、固态照明和应急指示等领域。然而要同时获得高的磷光量子产率和超长的磷光寿命仍然是非常困难的,因为提高系间穿越的方法往往会导致短的激子寿命。近日,福建师范大学林正欢研究员和北京师范大学闫东鹏教授合作,通过将具有宽带隙的刚性有机阳离子引入到零维(0D)钙钛矿结构中,实现了高效超长寿命的蓝色RTPΦP=42.8%τ=1.2 s)和近100%量子产率的白色磷光。相关成果以“Light/force-sensitive 0D lead-free perovskites: from highly efficient blue afterglow to white phosphorescence with near-unity quantum efficiency”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed.期刊上(DOI: 10.1002/anie.202116511)。


0维钙钛矿具有特殊的结构,即金属卤化物被有机阳离子隔离并包围形成球状团簇,有效避免了金属之间的相互作用和有机磷光团之间的三重态湮灭过程。因此该团队选择氯化铟和具有高三重态能级的苯胺盐酸盐,分别作为无机和有机前驱物合成了两个新型0D钙钛矿(PA6InCl9PA4InCl7)。它们显示出了对外界光和力刺激敏感的蓝色RTP。光照下,PA6InCl9RTP量子产率可从25.2%提高到42.8%。在机械力作用下,PA4InCl7表现出向PA6InCl9的相转变,从而使其RTP强度大幅提高,寿命高达1.2秒。

白光材料因其在显示和照明设备中的广泛应用而备受关注。尽管近年来白光材料的发展取得了很大进展,但仍然面临着发光量子效率低的问题。该团队在PA6InCl9的基础上,通过将Sb3+自陷激子的橙黄色三重态发射引入InOHIP中,利用来自有机阳离子的蓝色RTP与来自无机激子的橙黄色磷光互补,实现了量子产率接近100%的白色磷光发射,并通过控制Sb3+的含量实现了由冷白到暖白可调谐的白色室温磷光。

(摘自X-MOL