新兴零维金属卤化物的光致发光与应用研究进展
2021-06-16苏彬彬夏志国
苏彬彬, 夏志国,2*
(1. 华南理工大学材料科学与工程学院 发光材料与器件国家重点实验室, 广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室, 广东 广州 510640;2. 华南理工大学 物理与光电学院, 广东 广州 510640)
1 引 言
近年来,零维(0D)金属卤化物作为一类新型发光材料,因其独特的“主体-客体”结构和多样化及可调节的光致发光特性,引起了人们的广泛关注,并在发光二极管(LED)、闪烁体、传感和热成像等领域展现出潜在的应用前景[1-3]。相比于CsPbX3(X=Cl, Br, I)为代表的传统三维(3D)结构金属卤化物钙钛矿,0D金属卤化物不仅种类繁多、结构类型多变及光色可调,更重要的是具有良好的化学稳定性和发光应用的普适性[4-5]。0D金属卤化物的化学组成通常包括A位阳离子、B位阳离子和X位卤素阴离子。B位阳离子(Cu+,Pb2+,Sn2+,Mn2+,Zn2+,In3+,Sb3+,Bi3+等)和X位卤素阴离子(Cl-,Br-,I-)形成[BXm]n-卤化物多面体,其中B位阳离子的差异将显著影响无机金属卤化物多面体的结构,进而决定其发光特性[6-13]。而A位通常是大半径无机/有机阳离子,主要用于保护和分离无机金属卤素单元。其中Cs+是使用最多的无机阳离子;而有机阳离子的丰富性使其作为A位阳离子有更多的选择,从而可构建出不同的0D金属卤化物,使其具有丰富的晶体结构和可调的光学性质。
在0D金属卤化物材料中,科研人员发现了自陷激子(Self-trapped excitons,STEs)现象[14]。STEs可被看作是激发态的瞬态缺陷,材料受到光照激发时,电子和声子之间会产生强烈的耦合效应从而诱导激发态晶格的瞬态畸变,进一步俘获光生电子,即晶格自陷;……
