中國科學院大連化物所：揭示無鉛雙鈣鈦礦白光發射機理

近日，中國科學院大連化學物理研究所化學動力學研究室分子光化學動力學研究組研究員袁開軍和副研究員隋來志團隊，利用自主開發的高壓超快光譜，揭示了Cs₂NaInCl₆:Sb³⁺晶體經過高壓作用后產生白光發射的機理。

隨著固態照明技術的發展，尋找高效穩定的發光材料，尤其是單組分白光發光材料的研究得到廣泛關注。其中，無鉛金屬鹵化物鈣鈦礦材料由于強烈的電子-聲子耦合作用可產生寬帶自陷態激子（STE）發射而備受矚目。鈣鈦礦中Sb³⁺離子的STE發射對晶體場環境具有敏感性。壓力作為一種極端條件，可有效改變材料內部原子之間的相互作用，從而引起材料的電子結構和晶體場發生變化。因此，通過施加壓力，有望精準調控Sb³⁺離子的STE發射，為實現單組分寬帶白光發射提供了新途徑。

大連化物所通過相干光學聲子揭示無鉛雙鈣鈦礦的白光發射機理

袁開軍團隊致力于極端條件下先進材料的超快光譜和動力學研究，并取得了一系列進展。本工作剖析了無鉛雙鈣鈦礦Cs₂NaInCl₆:Sb³⁺晶體在高壓條件下的光學性質，并結合高壓光學、高壓同步輻射以及理論計算進行了全面研究。研究表明，在高壓環境下，Cs₂NaInCl₆:Sb³⁺晶體經歷相變后STE發射強度顯著增加，提升160倍。在高壓釋放后，Cs₂NaInCl₆:Sb³⁺晶體呈現出少見的白光發射的特性。

瞬態吸收光譜的測量表明，材料常壓下以及經高壓處理后會出現相干聲子振蕩現象。在常壓條件下，Cs₂NaInCl₆:Sb³⁺+晶體中的電子與兩類聲子模式（A_1g和T_2g^In）發生顯著的耦合。然而，經過高壓處理后，電子與T_2g^In模式的聲子耦合消失，表明局部八面體的對稱性遭到破壞，產生了非對稱的晶體場環境。這種環境改變造成新的低能STE發射，從而使得晶體呈現白光發射現象。該研究揭示了電子-聲子耦合與STE發射之間的密切關系，為設計和合成新型單組分白光金屬鹵化物鈣鈦礦提供了新策略。

相關研究成果以Uncovering White Light Emission in Pressure-Treated Sb-Doped Double Perovskite by Coherent Optical Phonon為題，發表在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。研究工作得到國家自然科學基金和中國科學院等的支持。