福建物構所等發(fā)表有機-無機雜化錳鹵化物發(fā)光材料及應用綜述
文章來源：福建物質結構研究所 | 發(fā)布時間：2024-08-13 | 【打印】 【關閉】
新型有機-無機雜化錳鹵化物（OIMnHs）發(fā)光材料因其優(yōu)異的光學性能、良好的加工性、低成本和低毒性等優(yōu)點而備受矚目。與全無機錳基或錳摻雜發(fā)光材料相比，OIMnHs結合了A位有機陽離子和Mn2+發(fā)光中心的優(yōu)點，具有結構和功能多樣化的特點。通過對有機陽離子的功能化設計和錳鹵多面體的結構調控，可獲得系列具有高效光致發(fā)光、高能射線輻照發(fā)光、力致發(fā)光和圓偏振發(fā)光的OIMnHs。這些優(yōu)異的光學性能使得OIMnHs在發(fā)光二極管、X射線閃爍體、多模態(tài)熒光防偽及熒光傳感等領域展現(xiàn)出很好的應用前景。近年來，OIMnHs在材料制備、新結構創(chuàng)制、光學性能設計及光電應用方面取得了系列重要進展。
近日，中國科學院福建物質結構研究所陳學元/鄭偉團隊和福州大學李凌云教授合作，在《先進材料》發(fā)表題為“Unlocking the Potential of Organic-Inorganic Hybrid Manganese Halides for Advanced Optoelectronic Applications”的綜述論文，系統(tǒng)總結了有機-無機雜化錳鹵化物發(fā)光材料及其光電應用的最新研究進展（圖1）。團隊首先介紹Mn2+離子在不同晶體場環(huán)境下的電子結構和光學性能。隨后，從有機分子電子能級、結構基元、Mn2+離子間距調控等方面深入分析闡述了如何設計發(fā)光效率高、穩(wěn)定性好的OIMnHs發(fā)光材料，并歸納總結OIMnHs在高能射線輻照發(fā)光、力致發(fā)光和圓偏振發(fā)光方面的結構設計和發(fā)光機理。在此基礎上，舉例說明了OIMnHs作為新型高效發(fā)光材料在電致/光致發(fā)光二極管、X射線檢測與成像、熒光傳感及信息防偽等應用領域的前沿研究進展。最后，團隊對該領域的未來發(fā)展方向和趨勢進行了深度展望，并對有機-無機雜化錳鹵化物面向實際應用的瓶頸和挑戰(zhàn)提出了自己的獨到見解。
相關結果2024年8月5日在線發(fā)表于《先進材料》雜志（Adv. Mater.2024, 36, 2408777）。論文的第一作者是中國科學院福建物構所/福州大學聯(lián)培博士生張偉，通訊作者是中國科學院福建物構所鄭偉、陳學元研究員和福州大學材料學院李凌云教授。該工作得到國家自然科學基金、中國科學院海西研究院前瞻跨越計劃揭榜掛帥項目和福建省自然科學基金等項目的支持。
此前，陳學元團隊在摻雜和雜化金屬鹵化物的結構設計、光學性能及應用研究方面取得了系列重要進展。例如，通過A位陽離子替代與八面體結構基元調控，實現(xiàn)零維銦基鹵化物納米晶的高效可調諧發(fā)光（Nano Today2022, 40, 101460）；揭示Mn2+在0D Cs4PbCl6與3D CsPbCl3納米晶截然不同的激發(fā)態(tài)動力學（Adv. Sci.2020, 7, 2002210）；開發(fā)兼具高效發(fā)光（量子產率99.5%）和抗熱猝滅（I150 °C=84.1%）的有機-無機雜化錳溴化物(MTP)2MnBr4并用于白光LED器件和X射線閃爍體（Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202309230）。
