【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，我所化學動力學研究中心分子光化學動力學研究組(1117組)袁開軍研究員和隋來志副研究員團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，隨著光電技術的進步，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)學成像等領域發(fā)揮著重要作用。Cr3+摻雜是調控近紅外發(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構的影響。目前的研究主要通過化學途徑優(yōu)化材料基質結構以實現(xiàn)發(fā)光性能的調控，仍缺乏物理調控策略，特別是高壓技術在調節(jié)光電性質方面的應用。
 

　　與傳統(tǒng)化學調控手段相比，高壓技術在不改變化學成分的前提下，通過微調材料的電子結構和原子間相互作用，可實現(xiàn)對其光電性能的精細操控。此方法不僅能有效地調節(jié)材料的性質，而且提供了在不依賴化學改性的情況下，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構和晶體場的影響。研究發(fā)現(xiàn)，壓力的增加導致晶格收縮，晶體場強度增強，進而影響了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，促進了自陷態(tài)激子(STEs)到Cr3+最低激發(fā)態(tài)4T2的能量轉移，同時有效抑制了非輻射復合過程；隨著壓力引起的晶體場強度進一步增強，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)射模式轉變。該研究成果不僅促進了對高壓調控過渡金屬Cr3+摻雜發(fā)光材料的理解，也為設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院大連化學物理研究所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基金委“動態(tài)化學前沿研究”基礎科學中心項目、國家自然科學基金、中國科學院關鍵技術研發(fā)團隊、遼寧省興遼英才計劃等項目的資助。(文/圖 劉鑫、隋來志)