Halogen Regulation for Enhanced Luminescence in Emerging (4-HBA)SbX5∙H2O Perovskite-Like Single Crystals

Bihao Zhuang Zicong Jin Dehua Tian Suiyi Zhu Linqian Zeng Jiandong Fan Zaizhu Lou Wenzhe Li

Citation:  Bihao Zhuang, Zicong Jin, Dehua Tian, Suiyi Zhu, Linqian Zeng, Jiandong Fan, Zaizhu Lou, Wenzhe Li. Halogen Regulation for Enhanced Luminescence in Emerging (4-HBA)SbX5∙H2O Perovskite-Like Single Crystals[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2023, 39(1): 220900. doi: 10.3866/PKU.WHXB202209007 shu

新型(4-HBA)SbX5∙H2O类钙钛矿单晶及其卤素结构对发光特性的调控

    通讯作者: 范建东, jdfan@jnu.edu.cn
    娄在祝, zzlou@jnu.edu.cn
    李闻哲, li_wz16@jnu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金 22075103

    国家自然科学基金 22175076

    广东省基础与应用基础研究基金杰出青年项目 2019B151502030

    广东省基础与应用基础研究基金杰出青年项目 2018B030306004

    广东省自然科学基金 2022A1515010489

    广州市科技计划项目 202002030159

    中央高校基础研究基金 21621112

    山东大学晶体材料国家重点实验室经费 KF21-03

    广东省青年珠江学者 2017GC010424

摘要: 发光材料因其在照明、显示、成像等方面的广泛应用而备受关注。作为新兴发光材料之一,钙钛矿类材料的研究及报道较多。其中,铅基钙钛矿的研究取得了巨大进展,光致发光量子产率(PLQY)几乎达到了100%。然而,基于铅基钙钛矿化学毒性和低稳定性,在实际应用过程中需要特殊的封装,因而提高了生产成本并限制了其实际应用领域。被广泛关注的锡基钙钛矿的荧光量子产率几乎能达到90%,但Sn2+易氧化成Sn4+,在空气中极不稳定。相较于铅基钙钛矿和锡基钙钛矿,锑基钙钛矿的低化学毒性、高热稳定性等优点突出。此外,锑基钙钛矿的光学性能在过去几年中也取得了很大的进展,有望突破传统钙钛矿应用的局限。在此,我们报道了一系列新型单晶(4-HBA)SbX5∙H2O (4-HBA为4-羟基苄胺缩写,X为Cl或Br)。利用溶剂热法可制备高质量的(4-HBA)SbBr5∙H2O、(4-HBA)SbBr3Cl2∙H2O和(4-HBA)SbCl5∙H2O单晶,以上三个材料均为P-1空间群,Sb5+离子与卤素离子和4-羟基苄胺中的羟基离子形成畸变八面体结构。(4-HBA)SbX5∙H2O单晶随着Cl离子浓度的提高,带隙逐渐增大,光致发光波长从618 nm蓝移到595 nm。随着Cl的引入,激发态电子由八面体中心的Sb5+离子向羟基的复合路径逐渐被向卤素离子的复合路径取代。Sb5+离子向卤素离子的复合大大提高了发光效率,将荧光寿命从12 ns延长到22 ns,光致发光量子产率(PLQY)提高了近40倍。

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  • 发布日期:  2023-01-15
  • 收稿日期:  2022-09-05
  • 接受日期:  2022-09-20
  • 修回日期:  2022-09-19
  • 网络出版日期:  2022-09-29
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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