【儀表網 研發快訊】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光特性，并闡明了Cr3+在高壓環境下的動態發光機制。
近年來，隨著光電技術的進步，高效且環保的近紅外光源越來越受到重視，在光纖通信、生物醫學成像等領域發揮著重要作用。Cr3+摻雜是調控近紅外發射的常用策略之一，但由于Cr3+的d軌道未完全填充，其發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化材料基質結構以實現發光性能的調控，仍缺乏物理調控策略，特別是高壓技術在調節光電性質方面的應用。
與傳統化學調控手段相比，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，可實現對其光電性能的精細操控。此方法不僅能有效地調節材料的性質，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展的高壓飛秒瞬態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。研究發現，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能級相對位置發生改變，促進了自陷態激子(STEs)到Cr3+最低激發態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，從而使光發射特性由寬帶發射模式向窄線發射模式轉變。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組聯合培養博士研究生劉鑫。該工作得到國家自然科學基金委“動態化學前沿研究”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團隊、遼寧省興遼英才計劃等項目的資助。(文/圖 劉鑫、隋來志)
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