來源：《中國科學(xué)報》
發(fā)布時間：2020-4-1
近日，中科院大連化學(xué)物理研究所韓克利研究員團(tuán)隊揭示了錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶發(fā)光動力學(xué)機(jī)理，成功合成未摻雜及錳離子摻雜的非鉛雙鈣鈦礦納米晶，并詳細(xì)討論了其尺寸效應(yīng)及發(fā)光動力學(xué)機(jī)理。未摻雜納米晶發(fā)射出藍(lán)色熒光，通過摻雜錳離子，實現(xiàn)了明亮的橙紅色熒光發(fā)射。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《美國化學(xué)會·中心科學(xué)》上。
非鉛雙鈣鈦礦納米晶有望解決鉛基鈣鈦礦納米晶的毒性和不穩(wěn)定性。近年來，科研人員主要關(guān)注其寬波段白光發(fā)射，對其他特定顏色的熒光發(fā)射研究的比較少。摻雜策略可以有效改善鹵素鈣鈦礦納米晶的光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性。就錳離子摻雜體系來說，雖然摻雜劑發(fā)光是科研人員感興趣的方面，但常常伴隨著與其產(chǎn)生競爭關(guān)系的帶邊發(fā)射或自陷態(tài)發(fā)射，而且錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶的尺寸效應(yīng)及動力學(xué)機(jī)理需要進(jìn)一步深入研究。
研究人員成功合成了未摻雜及錳摻雜直接帶隙鈉基非鉛雙鈣鈦礦納米晶。未摻雜錳離子的納米晶具有藍(lán)色熒光，摻雜錳離子后，展現(xiàn)出單一的、純的錳摻雜劑發(fā)光，最高熒光量子產(chǎn)率達(dá)到44.6%。結(jié)合穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)光譜技術(shù)，證明其明亮的、純的錳摻雜劑熒光主要歸因于暗自陷態(tài)輔助過程。此外，該團(tuán)隊還進(jìn)一步研究了摻雜劑發(fā)光體系的尺寸效應(yīng)。
該研究強(qiáng)調(diào)了合理利用半導(dǎo)體納米材料亞能帶對設(shè)計高性能半導(dǎo)體納米材料具有重要指導(dǎo)意義。
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