近日，www.bifa88.com前沿交叉科学研究院崔彬彬课题组在《Advanced Optical Materials》发表题为“Efficient Deep-blue Light-emitting 2D (100)-Oriented Perovskites and Spectral Broadening by Exciton Self-Trapping for White-light Emissions”的文章，研究了2D (100) 取向钙钛矿深蓝色发光及其光谱展宽产生的白光发射机理（图1），第一作者为www.bifa88.com-88bifa必发官网-bifa88前沿交叉科学研究院2021级硕士研究生常雪瑞。

图1 2D (100)取向卤素钙钛矿深蓝色发光及其光谱展宽产生的白光发射

有机-无机杂化金属卤素钙钛矿（MHPs）因其独特的半导体特性被广泛应用于发光二极管、太阳能电池、光电探测和激光器等光电器件。通过选择适当的有机和金属卤化物组分，可以实现MHPs在分子水平维度上的调控。近年来，低维有机-无机杂化金属卤素钙钛矿开辟了单一组分白光荧光粉的新领域，研究表明其宽带白光发射是由自陷态激子（STEs）回到基态产生的，并依赖于影响材料电子-声子耦合强度的晶格扭曲程度和无机骨架与有机阳离子之间的相互作用。先前的报道通常集中在本征结构对STEs宽带发射的影响上，但由于不同的卤素往往导致不同的晶体结构，卤素对发射行为的影响尚未完全揭示。

本文以4-三氟咪唑为有机阳离子分隔无机MHP单层，合成了两种新的二维MHPs，分别命名为TFI-Br和TFI-Cl。两种晶体都是典型的(100)取向MHPs，并且结构畸变几乎可以忽略不计。在紫外光激发下，TFI-Br和TFI-Cl在深蓝区（360~460 nm）展现出两个窄发射峰，分别对应于它们的表面和体相发射峰。TFI-Cl表现出深蓝色发射，PLQY高达81.21%，而TFI-Cl有明显的光谱展宽现象，导致TFI-Cl在室温时展现蓝白色发射，PLQY为20.23%。我们提出，卤素的调节可以改变有机阳离子和无机骨架之间的耦合相互作用，增强Cl基晶体中的电子-声子耦合，进而导致光谱展宽的STEs发射。这是通过卤素取代调节电子-声子耦合在2D (100) 取向MHPs中实现白光发射的一个新例子。此外，基于TFI-Br制备的薄膜在紫外光激发下425 nm处显示出半峰宽仅为16 nm的窄发射，表明其在深蓝色LED中存在潜在应用。通过将TFI-Cl蓝白色荧光粉与商用红色荧光粉（CaAlSiN₃: Eu²⁺）混合，获得了具有~93的高显色指数、色温为4162 K的UV泵浦暖白光LED。

论文信息：

原文链接：http://doi.org/10.1002/adom.202302211

作者简介：

崔彬彬，九三学社社员，长聘副教授，博士生导师。2011年-2016年在中科院化学研究所学习并获得理学博士学位，2015年9月-2016年4月在新加坡南洋理工大学进行访问学习。以一作或通讯作者发表SCI论文50余篇，任J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., J. Mater. Chem. A, ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊的审稿人，主持国自然青年科学基金和面上基金等项目。