我所實現全無機金屬鹵化物的藍色長余輝發光

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近日，我所化學動力學研究室光電材料動力學研究組（1121組）吳凱豐研究員與程鵬飛副研究員團隊在金屬鹵化物余輝發光動力學研究方面取得新進展，揭示了摻雜對于金屬鹵化物本征缺陷性質的調控作用，在全無機金屬鹵化物中實現了藍色長余輝發光。

余輝材料在激發停止后仍能持續發光，在防偽、信息存儲和生物成像等領域具有廣闊的應用前景。近年來，具有余輝發射性質的有機-無機雜化金屬鹵化物由于其低成本、可溶液加工性和可調的光學性質引起了廣泛關注。然而，其余輝主要來源于有機組分的三重態激子，面臨著持續時間短，以及對空氣、溫度敏感等問題。相比之下，全無機金屬鹵化物能實現更長的余輝持續時間且具有更高的穩定性，但其余輝顏色主要由摻雜劑決定，目前尚未達到藍色波段。

本工作中，該團隊將Cu(I)摻入到全無機的Rb₂AgBr₃單晶中，通過調控其固有缺陷性質實現了超長藍色余輝發光（約318s）。研究表明，引入的亞銅離子促進了溴空位的形成，這些溴空位起到捕獲并長時間儲存電荷的作用，因此在激發停止后仍能產生明亮、持久的發光。此外，這種摻雜策略導致晶體中形成了三個發光中心，不同發光中心間的級聯能量轉移產生了量子產率約為91.3%的白光發射，并將熒光光譜拓展至近紅外區域。藍色長余輝與明亮寬帶熒光的組合使該材料在固態照明、夜視和智能防偽等領域展示了重要的應用潛力。該工作實現了對金屬鹵化物熒光和余輝性質的協同調控，為設計多功能金屬鹵化物材料提供了新的思路。

上述工作以“Blue Long Afterglow and Ultra Broadband Vis-NIR Emission from All-Inorganic Copper-Doped Silver Halide Single Crystals”為題，于近日發表在《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）上，該工作的共同第一作者為我所博士研究生王思佳和大連交通大學副教授劉潤澤。上述工作得到國家自然科學基金、遼寧省自然科學基金、新基石科學基金會科學探索獎、我所創新基金等項目的資助。（文/圖 王思佳、程鵬飛）

文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202403927