Eu3+-Bi3+共掺杂双钙钛矿用于单组分白光发光二极管
“随着卤化铅钙钛矿达到接近产品营销的成熟研究阶段，人们仍然担心材料的稳定性和铅基盐的毒性。” 论文作者、吉林大学电子科学与工程学院教授宋宏伟说。具有 Cs 2 AgInCl 6成分的双钙钛矿通常掺杂有各种元素，由于其有趣的光学特性，即自陷激子 (STE) 发射和掺杂剂诱导的光致发光，一直备受关注。这种兴趣激发了针对晶体和纳米晶体的不同合成方法，以及对许多具有除 Ag +和 In 3+之外的一价和三价阳离子的合金成分的探索。
宋解释说，在开发无铅钙钛矿材料时，人们首先想到的是用无毒元素替代Pb元素。为了取代卤化物钙钛矿中的Pb，研究人员选择了与其最接近的同时期的几种低毒阳离子，如Sn、Ge、Bi、Sb、In等，因为它们具有相似的惰性壳层s轨道。这是钙钛矿材料具有独特光电特性的关键。双钙钛矿的出现恰好解决了上述问题，铅基钙钛矿材料以其高效率、高显色性和可调的发光性能在固态照明领域备受关注。这对光电产业的整体发展既是机遇也是挑战。
“自 2017 年 Giustino 等人和 Zhou 等人几乎同时报道了 Cs 2 AgInCl 6 的开创性工作以来，许多努力一直致力于其合成、成分修饰、电子结构研究、光电特性以及最近，Luo 等人通过同时将 Ag +与 Na +和 Bi 3+合金化，实现了 86% PLQY 的白光发射记录掺杂，标志着 Cs2AgInCl6 相关材料发展的一个重要里程碑。” 宋说。“尽管有几个优点，但这些卤化铅钙钛矿的主要问题仍然是它们的稳定性和毒性较差。为了解决这些问题，已经进行了各种尝试来降低钙钛矿的毒性，同时仍保持其有效的光学性能。”
Bi3+离子的存在降低了激发(吸收)能，提供了新的吸收通道，增加了能量向Eu 3+离子的转移速率。通过调整Bi 3+和Eu 3+的浓度，在6% Eu 3+和0.5% Bi 3+共掺杂的Cs 2 AgInCl 6 DPs中获得了80.1%的最大光致发光效率(PLQY)。
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