可定制的间接到直接带隙双矿,具有明亮的白光发射:使用固态NMR解码化学结构

科学领域:

• 材料科学
• 固态化学
• 光电子产品

背景情况:

• 层状混合化具有白光发射,但含有有毒的,并且在水中溶解.
• 无二氧化 (HDPs) 是一个有希望的替代品,具有更好的光发光量子产量 (PLQYs).

研究的目的:

• 为了合成和描述新型的Bi³⁺/In³⁺混合离子Cs₂Bi_1-xIn_xAgCl₆HDPs用于白光发射.
• 研究这些HDP的结构性质和光学特性之间的相关性.
• 证明固态核磁共振光谱用于阐明局部原子结构的实用性.

主要方法:

• 在HDP固体溶液中合成Cs₂Bi_1-x.
• 密度函数理论 (DFT) 计算用于带隙分析.
• 光发光 (PL) 光谱测定辐射特性和PLQY.
• 固态核磁共振 (NMR) 光谱 (包括超高场) 来探测局部原子环境.
• 用于结构分析的X射线衍射 (XRD).

主要成果:

• 具有可在可见光谱中调节的宽带白光辐射 (以600±30 nm为中心) 的开发HDP.
• 在Cs₂Bi_0.085In_0.915AgCl₆中达到最大的PLQY为34±4%.
• DFT的计算预测在x>0.50时会有间接和直接的频段间隙交叉.
• 固态NMR证实了高度的B' (III) /B' (I) 位点排序,并揭示了随机的Bi3+/In3+阴离子混合.
• 结合XRD,NMR和DFT阐明了长距离和短距离结构性质.

结论:

• Cs₂Bi_1-xIn_xAgCl₆HDP是有效的无材料,可用于白光发射,具有可调节的光学特性.
• 固态核磁共振是一种强大的工具,用于理解混合阴离子HDP的局部原子结构.
• 这项研究促进了对新型固态白光发射器结构性质关系的理解.