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 近日，中科院大連化物所韓克利研究員團(tuán)隊(duì)合成了未摻雜及錳離子摻雜的非鉛雙鈣鈦礦納米晶，并詳細(xì)討論了其尺寸效應(yīng)及發(fā)光動(dòng)力學(xué)機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，未摻雜錳離子的非鉛雙鈣鈦礦納米晶發(fā)射出藍(lán)色熒光，通過摻雜錳離子，可以實(shí)現(xiàn)明亮的橙紅色熒光發(fā)射，證實(shí)了合理利用半導(dǎo)體納米材料亞能帶對設(shè)計(jì)高性能半導(dǎo)體納米材料具有重要指導(dǎo)意義。相關(guān)研究結(jié)果日前發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)·中心科學(xué)》上。

近年來，非鉛雙鈣鈦礦納米晶受到廣泛關(guān)注，有望克服鉛基鈣鈦礦納米晶的毒性和不穩(wěn)定性，成為理想的發(fā)光材料?？蒲腥藛T主要關(guān)注于鈣鈦礦納米晶材料寬波段白光發(fā)射，而對其他特定顏色的熒光發(fā)射研究較少。摻雜策略可以有效改善鈣鈦礦納米晶材料的光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性。對錳離子摻雜體系來說，錳離子作為摻雜劑發(fā)光是科研人員感興趣的方面，但常常伴隨著與其產(chǎn)生競爭關(guān)系的帶邊發(fā)射或自陷態(tài)發(fā)射。此外，錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶的尺寸效應(yīng)及動(dòng)力學(xué)機(jī)理也需要進(jìn)一步深入研究。

近日，該團(tuán)隊(duì)成功合成了結(jié)晶度高、形貌均勻的未摻雜及錳摻雜的鈉基非鉛雙鈣鈦礦納米晶。未摻雜錳離子的鈉基非鉛雙鈣鈦礦納米晶具有藍(lán)色熒光，摻雜錳離子后則展現(xiàn)出單一的、純的錳摻雜劑發(fā)光，可發(fā)射出明亮的橙紅色熒光，最高熒光量子產(chǎn)率達(dá)到44.6%，同時(shí)穩(wěn)定性也得到了改善。

據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)結(jié)合穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)光譜技術(shù)，詳細(xì)討論了錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶發(fā)光動(dòng)力學(xué)機(jī)理，進(jìn)一步研究了錳摻雜劑發(fā)光體系的尺寸效應(yīng)。