北交大：改变这种纳米晶体的晶场，红橙发光强度增加100倍！学术资讯

来源：材料科学与工程

导读：作者制备了CsPbCl3:Mn2+，CsPbCl3:Mn2+，Y（Y=Eu2+，Ba2+，In3+，Ce3+，Mg2+，Eu3+，Yb3+，Er3+）纳米晶，并用不同的掺杂剂调整了材料中Mn2+的晶场。成功地提高了Mn2+的红橙发光强度。随着掺杂离子半径的增大，增强效果先增大后减小。当Mn2+和Er3+共掺杂时，Mn2+的发射最强。与CsPbCl3:Mn2+相比，CsPbCl3:Mn2+、Er3+的发光强度增加了100倍。

CsPbCl3:Mn2+是一种制备红橙光无机钙钛矿纳米晶的实用方法。提高Mn2+浓度是提高CsPbCl3: Mn2+橙红色发光的有效途径。然而，在不同的研究中，Mn2+掺杂剂的发射强度与Mn2+浓度的关系非常混乱。Mn2+作为过渡金属离子，其电子态对晶体场环境非常敏感。近期，北京交通大学的研究人员针对这一问题进行研究，最终认为CsPbCl3: Mn2+纳米晶的晶场可以通过共掺杂其他阳离子来调节。与CsPbCl3: Mn2+纳米晶相比，CsPbCl3: Mn2+，Er3+纳米晶的荧光光谱红橙峰由580 nm红移到600 nm，并成功地增强了100倍。共掺杂阳离子对Mn2+发光性能的影响与纳米立方体中的相似，并对其机理进行了详细分析。相关论文题目以“Modifying the crystal field of CsPbCl3: Mn2+ nanocrystals by codoping to enhance its red emission by a hundredfold”发表在ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.0c07655

全无机钙钛矿CsPbX3（X=Cl，Br，I）纳米晶是一种新型的发光材料。他们由于其制备工艺简单、色纯度高、发光强度可调、量子产率高等优点，近年来引起了研究人员的关注。尽管存在毒性和稳定性差等不足。CsPbX3的亮点在于通过改变卤素阴离子来调节其在全可见光范围内的发光颜色，可以很容易地调节其带隙。本文采用共掺杂的方法对CsPbCl3:Mn2+的晶体场进行了调控，成功地将荧光光谱中的红橙峰提高了100倍。（Mn2+浓度不变）。CsPbCl3:Mn2+的红橙峰由580 nm红移到600 nm。同时在CsPbCl3:Mn2+上进行了同样的实验。由于纳米片的厚度较小，Mn处于较低的晶场环境中，红橙光非常微弱。但共掺杂对其发光性能的影响与纳米颗粒中的类似。

图1（a）CsPbCl3:Mn2+，（b-i）CsPbCl3:Mn2+，Y（b:Y=Mg2+，c:Y=In3+，d:Y=Yb3+，e:Y=Er3+，f:Y=Eu3+，g:Y=Ce3+，h:Y=Eu2+，i:Y=Ba2+。（j）CsPbCl3:Mn2+，Mg2+和（k）CsPbCl3:Mn2+，Er3+纳米晶的HRTEM图像。

图2。CsPbCl3:Mn2+和CsPbCl3:Mn2+，Y（Y=Eu2+，Ba2+，In3+，Ce3+，Mg2+，Eu3+，Yb3+，Er3+）中Mn2+的多重光谱。

图5。（a）CsPbCl3，CsPbCl3:Mn2+和CsPbCl3:Mn2+，Er3+的PL光谱（b）365nm紫外拍摄的未掺杂、单掺杂Mn2+和共掺杂Mn2+，Er3+CsPbCl3的照片。（c）CsPbCl3（d）CsPbCl3:Mn2+（e）CsPbCl3:Mn2+，Er3+的透射电镜图像。

来源：mse_material 材料科学与工程

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