福建物构所等发表有机-无机杂化锰卤化物发光材料及应用综述
日期：
2024-08-15
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新型有机-无机杂化锰卤化物（OIMnHs）发光材料因其优异的光学性能、良好的加工性、低成本和低毒性等优点而备受瞩目。与全无机锰基或锰掺杂发光材料相比，OIMnHs结合了A位有机阳离子和Mn2+发光中心的优点，具有结构和功能多样化的特点。通过对有机阳离子的功能化设计和锰卤多面体的结构调控，可获得系列具有高效光致发光、高能射线辐照发光、力致发光和圆偏振发光的OIMnHs。这些优异的光学性能使得OIMnHs在发光二极管、X射线闪烁体、多模态荧光防伪及荧光传感等领域展现出很好的应用前景。近年来，OIMnHs在材料制备、新结构创制、光学性能设计及光电应用方面取得了系列重要进展。近日，中国科学院福建物质结构研究所陈学元/郑伟团队和福州大学李凌云教授合作，在《先进材料》发表题为“Unlocking the Potential of Organic-Inorganic Hybrid Manganese Halides for Advanced Optoelectronic Applications”的综述论文，系统总结了有机-无机杂化锰卤化物发光材料及其光电应用的最新研究进展（图1）。团队首先介绍Mn2+离子在不同晶体场环境下的电子结构和光学性能。随后，从有机分子电子能级、结构基元、Mn2+离子间距调控等方面深入分析阐述了如何设计发光效率高、稳定性好的OIMnHs发光材料，并归纳总结OIMnHs在高能射线辐照发光、力致发光和圆偏振发光方面的结构设计和发光机理。在此基础上，举例说明了OIMnHs作为新型高效发光材料在电致/光致发光二极管、X射线检测与成像、荧光传感及信息防伪等应用领域的前沿研究进展。最后，团队对该领域的未来发展方向和趋势进行了深度展望，并对有机-无机杂化锰卤化物面向实际应用的瓶颈和挑战提出了自己的独到见解。相关结果2024年8月5日在线发表于《先进材料》杂志（Adv. Mater.2024, 36, 2408777）。论文的第一作者是中国科学院福建物构所/福州大学联培博士生张伟，通讯作者是中国科学院福建物构所郑伟、陈学元研究员和福州大学材料学院李凌云教授。该工作得到国家自然科学基金、中国科学院海西研究院前瞻跨越计划揭榜挂帅项目和福建省自然科学基金等项目的支持。此前，陈学元团队在掺杂和杂化金属卤化物的结构设计、光学性能及应用研究方面取得了系列重要进展。例如，通过A位阳离子替代与八面体结构基元调控，实现零维铟基卤化物纳米晶的高效可调谐发光（Nano Today2022,40, 101460）；揭示Mn2+在0D Cs4PbCl6与3D CsPbCl3纳米晶截然不同的激发态动力学（Adv. Sci.2020,7, 2002210）；开发兼具高效发光（量子产率99.5%）和抗热猝灭（I150 °C=84.1%）的有机-无机杂化锰溴化物(MTP)2MnBr4并用于白光LED器件和X射线闪烁体（Angew. Chem. Int. Ed.2023,62, e202309230）。文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202408777
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