近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所復(fù)雜分子體系反應(yīng)動力學(xué)研究組研究員韓克利團(tuán)隊揭示了錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶發(fā)光動力學(xué)機(jī)理。該團(tuán)隊成功合成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)光動力學(xué)機(jī)理。未摻雜納米晶發(fā)射出藍(lán)色熒光，通過摻雜錳離子，實現(xiàn)了明亮的橙紅色熒光發(fā)射。

　　非鉛雙鈣鈦礦納米晶有望解決鉛基鈣鈦礦納米晶的毒性和不穩(wěn)定性。近年來，科研人員主要關(guān)注于其寬波段白光發(fā)射，對其他特定顏色的熒光發(fā)射研究的比較少。摻雜策略可以有效改善鹵素鈣鈦礦納米晶的光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性。就錳離子摻雜體系來說，雖然摻雜劑發(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。而且，錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶的尺寸效應(yīng)及動力學(xué)機(jī)理需要進(jìn)一步深入研究。

　　本工作中，該團(tuán)隊成功合成了未摻雜及錳摻雜直接帶隙鈉基非鉛雙鈣鈦礦納米晶。未摻雜錳離子的納米晶具有藍(lán)色熒光。摻雜錳離子后，展現(xiàn)出單一的、純的錳摻雜劑發(fā)光，最高熒光量子產(chǎn)率達(dá)到44.6%。科研人員結(jié)合穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)光譜技術(shù)，證明其明亮的、純的錳摻雜劑熒光主要?dú)w因于暗自陷態(tài)輔助過程。此外，該團(tuán)隊還進(jìn)一步研究了摻雜劑發(fā)光體系的尺寸效應(yīng)。該工作強(qiáng)調(diào)了合理利用半導(dǎo)體納米材料亞能帶對設(shè)計高性能半導(dǎo)體納米材料具有重要指導(dǎo)意義。

　　相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《美國化學(xué)會-中心科學(xué)》(ACS Cent. Sci.)上。上述工作得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目等資助。

　　錳摻雜對鈉基非鉛雙鈣鈦礦納米晶發(fā)射光譜的影響