大连化物所锰掺杂非铅双钙钛矿纳米晶发光动力学机理
- 2020/4/1 14:18:00 27763
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表研发】近日，中国科学院大连化学物理研究所复杂分子体系反应动力学研究组研究员韩克利团队揭示了锰掺杂非铅双钙钛矿纳米晶发光动力学机理。该团队成功合成未掺杂及锰离子掺杂的非铅双钙钛矿纳米晶，并详细讨论了其尺寸效应及发光动力学机理。未掺杂纳米晶发射出蓝色荧光，通过掺杂锰离子，实现了明亮的橙红色荧光发射。
锰，化学符号是Mn，它的原子序数是25，是一种灰白色、硬脆、有光泽的过渡金属，纯净的金属锰是比铁稍软的金属，含少量杂质的锰坚而脆，潮湿处会氧化。锰广泛存在于自然界中，土壤中含锰0.25%，茶叶、小麦及硬壳果实含锰较多。接触锰的作业有碎石、采矿、电焊、生产干电池、染料工业等。1774年，甘恩分离出了金属锰。柏格曼将它命名为manganese(锰)。锰可用铝热法还原软锰矿制得。词条介绍了锰的发现历史、国内外发展状况、物理化学性质、制备方法、应用领域、分布情况以及安全措施等等。
非铅双钙钛矿纳米晶有望解决铅基钙钛矿纳米晶的毒性和不稳定性。近年来，科研人员主要关注于其宽波段白光发射，对其他特定颜色的荧光发射研究的比较少。掺杂策略可以有效改善卤素钙钛矿纳米晶的光学性质和稳定性。就锰离子掺杂体系来说，虽然掺杂剂发光是科研人员感兴趣的方面，但常常伴随着与其产生竞争关系的带边发射或自陷态发射。而且，锰掺杂非铅双钙钛矿纳米晶的尺寸效应及动力学机理需要进一步深入研究。
纳米晶的技术原理是TAC (Template Assisted Crystallization)技术，即离子晶体化技术，就象火山喷发时产生的能量会形成水晶和钻石一样，纳米晶高能量聚合球体上的原子级晶核产生的能量能把水中的钙、镁、碳酸氢根离子转变成晶体，它们不溶于水不沉于水底，肉眼看不着，飘于水中；同时通过纳米晶高能聚合球体的水中也含有巨大能量，能够把管道内壁上和开水炉中已有生垢溶解排出，提高水的通量和热效率；
本工作中，该团队成功合成了未掺杂及锰掺杂直接带隙钠基非铅双钙钛矿纳米晶。未掺杂锰离子的纳米晶具有蓝色荧光。掺杂锰离子后，展现出单一的、纯的锰掺杂剂发光，荧光量子产率达到44.6%。科研人员结合稳态和瞬态光谱技术，证明其明亮的、纯的锰掺杂剂荧光主要归因于暗自陷态辅助过程。此外，该团队还进一步研究了掺杂剂发光体系的尺寸效应。该工作强调了合理利用半导体纳米材料亚能带对设计高性能半导体纳米材料具有重要指导意义。
资料来源：百科、大连化学物理研究所
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