罗军华课题组JACS:Pb-Mn异金属卤化物高效敏化发光研究取得进展

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有机-无机铅卤化物因吸光系数高、光谱可调以及易溶液制备等优点，在固态照明方面吸引了广大科研工作者的兴趣，但是其块体材料发光效率低仍是大家面临的主要问题。传统提高其发光效率的方法主要基于胶体化学如量子点，然而，卤化铅杂化纳米晶具有固有的不稳定性。异金属配合物中的高效敏化发光为探索具有优异发光性能的铅卤素杂化物提供了新思路。

　　中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员罗军华团队在国家自然科学基金委重点项目、国家杰出青年基金、国家自然科学基金委优秀青年基金和中科院战略性先导科技专项等资助下，首次通过引入Mn2+发光中心构筑了一例二维Pb-Mn异金属卤化杂化物。研究发现，其独特的二维异金属层状结构中的强量子阱效应有效促使能量从束缚激子传递到Mn2+的d电子，导致高度敏化的Mn2+发光。该异金属卤化杂化物的发光效率（32%）远远高于其原型化合物（1%）。此外，得益于它的团簇特性，该异金属卤化杂化物表现出明显的环境稳定性和热稳定性。该工作为设计具有高发光效率的铅卤素块体材料提供了一种新的设计策略，进一步拓展了异金属卤素杂化物在固态照明领域的应用，相关的结果最近以通讯的形式发表在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 12197-12201）上，博士研究生彭玉为该论文的第一作者。


       敏化发光
      固体发光中两个不同的发光中心通过相互作用，将一个中心吸收的能量传递到了另一个中心，以致后一中心的发光得到加强的现象。前一中心称为敏化剂，后一中心称为激活剂（又称为能量的施主及受主）。有时敏化现象也可通过从基质到激活剂的能量传递。敏化现象有各种表现：主要有当敏化剂的发光下降(或完全消失)时，激活剂的发光上升(或从无到有)；用相应于敏化剂的吸收带的光（它不是激活剂的吸收带）激发，可以得到激活剂的发光等。敏化现象是能量传递的结果。当两类中心的浓度都很低时，它们之间的距离很大，只有在敏化剂的发光被激活剂再吸收的情况下才能发生传递，这一现象虽很寻常，却很重要。当中心浓度增大，中心之间的距离减短到20～60┱范围时,可出现由于中心之间的库仑力而引起的无辐射能量传递，它包括共振传递和有声子参与的非共振传递。如果中心的浓度进一步提高，使它们的间距缩短到15┱以内，则可能发生交换作用,带走了激发能量。敏化现象被广泛地用来提高吸收系数小的发光中心的发光效率，并调节发光的颜色。它还可以在一定程度上改变发光弛豫时间。在激光工作物质中也被用来提高效率。




      罗军华，中科院福建物质结构研究所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者。1992年本科毕业于江西师范大学化学系；2003年获中科院物构所博士学位，师从洪茂椿院士；2003-2005年先后在美国北卡州立大学和佛罗里达大学从事博士后研究；2006-2009年获美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 (Los Alamos National Laboratory) Fellowship资助在中子衍射中心从事研究。分别在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Funct.Mater., PNAS, Nat.Commun., Chem. Sci.等国际知名期刊上发表SCI论文150多篇，多次受邀为美国化学会(JACS, CG&R和IC), 英国皇家化学会(CC, Dalton, JMC和CrystEngComm)和Wiley-VCH InterScience (Adv. Mater., EurJIC和Chemistry - An Asian Journal)审理稿件；多次受邀在国际学术会议如国际配位化学会议、美国化学学会和材料学会年会上报告相关工作。先后受聘担任美国《Crystal Growth & Design》杂志Topic Editor和中国化学快报副主编。主要从事无机/有机杂化半导体光电功能晶体材料，分子基铁电和相变晶体材料以及非线性光学晶体材料的研究，发展了系列无层状习性的硼酸盐和磷酸盐无铍深紫外非线性光学晶体材料，创新性地设计合成了基于固体对称性破缺构筑的具有非心结构的非线性倍频开关、铁电和铁电半导体等光电功能晶体材料。