【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，我所化學(xué)動力學(xué)研究中心分子光化學(xué)動力學(xué)研究組(1117組)袁開軍研究員和隋來志副研究員團(tuán)隊揭示了壓力可以改變Cr3+摻雜的Cs2AgInCl6雙鈣鈦礦材料的近紅外發(fā)光特性，并闡明了Cr3+在高壓環(huán)境下的動態(tài)發(fā)光機制。
 

　　近年來，隨著光電技術(shù)的進(jìn)步，高效且環(huán)保的近紅外光源越來越受到重視，在光纖通信、生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。Cr3+摻雜是調(diào)控近紅外發(fā)射的常用策略之一，但由于Cr3+的d軌道未完全填充，其發(fā)射性能易受周圍局部結(jié)構(gòu)的影響。目前的研究主要通過化學(xué)途徑優(yōu)化材料基質(zhì)結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)發(fā)光性能的調(diào)控，仍缺乏物理調(diào)控策略，特別是高壓技術(shù)在調(diào)節(jié)光電性質(zhì)方面的應(yīng)用。
 

　　與傳統(tǒng)化學(xué)調(diào)控手段相比，高壓技術(shù)在不改變化學(xué)成分的前提下，通過微調(diào)材料的電子結(jié)構(gòu)和原子間相互作用，可實現(xiàn)對其光電性能的精細(xì)操控。此方法不僅能有效地調(diào)節(jié)材料的性質(zhì)，而且提供了在不依賴化學(xué)改性的情況下，通過物理手段探索材料性能的新途徑。
 

　　研究團(tuán)隊利用自主發(fā)展的高壓飛秒瞬態(tài)吸收光譜和高壓原位拉曼光譜，探究了壓力對材料結(jié)構(gòu)和晶體場的影響。研究發(fā)現(xiàn)，壓力的增加導(dǎo)致晶格收縮，晶體場強度增強，進(jìn)而影響了Cr3+的電子能級和輻射躍遷路徑；隨著晶體場的增強，Cr3+的2E和4T2能級相對位置發(fā)生改變，促進(jìn)了自陷態(tài)激子(STEs)到Cr3+最低激發(fā)態(tài)4T2的能量轉(zhuǎn)移，同時有效抑制了非輻射復(fù)合過程；隨著壓力引起的晶體場強度進(jìn)一步增強，開啟了新的輻射通道，從而使光發(fā)射特性由寬帶發(fā)射模式向窄線發(fā)射模式轉(zhuǎn)變。該研究成果不僅促進(jìn)了對高壓調(diào)控過渡金屬Cr3+摻雜發(fā)光材料的理解，也為設(shè)計新型高效近紅外金屬鹵化物鈣鈦礦發(fā)光材料提供了新策略。
 

　　相關(guān)研究成果以“High-Pressure Modulation of NIR Luminescence in Cr3+-Doped Cs2AgInCl6 Double Perovskites: The Role of Ultrafast Energy Transfer”為題，于近日發(fā)表在Laser Photonics Reviews上。該工作的第一作者是中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所1117組聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生劉鑫。該工作得到國家自然科學(xué)基金委“動態(tài)化學(xué)前沿研究”基礎(chǔ)科學(xué)中心項目、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊、遼寧省興遼英才計劃等項目的資助。(文/圖 劉鑫、隋來志)