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四川大学团队发现具有类钙钛矿结构的α-AlF3的多色室温磷光现象
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分类:  创建于:2022-10-11 被查看:1274次
近日,四川大学分析测试中心吴鹏研究员团队研究发现α-AlF3具有激发依赖、颜色可调的长寿命室温磷光,其蓝色余辉超过7秒且肉眼可见。该研究发现以“Multicolor ultralong phosphorescence from perovskite-like octahedral α-AlF3”为题发表于国际期刊《自然•通讯》(Nature Communications),四川大学为第一单位,化学学院2022级博士研究生曹沛生为第一作者,吴鹏研究员为通讯作者。此前,铝基发光材料虽有报道,但均掺杂有过渡或者稀土金属离子。此次研究发现的α-AlF3室温磷光材料,完全由轻元素构成,不含过渡或者稀土金属,因而区别于此前的铝基发光材料。


α-AlF3激发依赖、颜色可调的长寿命磷光发射

α-AlF3具有三维类钙钛矿结构,其由AlF6八面体通过配体顶点相连的方式形成三维结构。与基于BX6八面体的卤化物钙钛矿类似,α-AlF3的发光表现出自陷态激子发射特征。此外,在AlF6八面体结构中,F原子之间相互靠近,导致其n电子产生了较弱的空间共轭,进而诱导产生了簇发光(n→σ*跃迁)。簇发光是发现于富含n电子的非传统有机发光体中的一种新的发光现象,同样具有激发依赖颜色可调的磷光性质。值得一提的是,该团队通过对磷光测试方法进行更新和改进,发现了簇发光区别于传统发光的压力诱导磷光增强现象。

通过进一步的结构拓展,研究团队还发现了一些由BX6八面体构建的无机材料也具有长寿命室温磷光。如:KAlF4和(NH4)3AlF6分别由二维和0维的AlF6八面体所组成,同样也有长寿命的室温磷光。通过改变BX6八面体基元中的中心金属(B)和配体(X),也发现了AlCl3、A1(OH)3、Ga2O3、InCl3和CdCl2的发光现象。因此,BX6八面体可能是一种无机发光材料的基元结构。

BX6八面体发光基元及其机制探究

该研究提出了BX6八面体可能作为发光无机材料的母体结构,并发现了像AlF3这样的无机材料在结构组成(轻元素)和发光机制(类似于有机簇发光机制)上的独特性。这些发现将加深对BX6八面体发光材料的理解,并有助于其进一步发展。

该研究得到了国家自然科学基金委优秀青年基金和四川省科技厅等经费支持。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-33540-1。
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