Дослідники розробляють високоефективний матеріал післясвітіння

Дослідницька група під керівництвом доктора Ян Біна з Даляньського інституту хімічної фізики (DICP) Китайської академії наук (CAS) розробила монокристали перовскіту на основі кадмію (Cd) з тривалим післясвітінням і високим квантовим виходом світла та дослідила його механізм динаміки післясвітіння люмінесценції.

Матеріали післясвітіння мають здатність зберігати численні випромінювання, такі як видимі фотони, ультрафіолетові промені та рентгенівські промені. Вони широко використовуються в дисплеях, біологічних зображеннях, технологіях боротьби з підробками та зберіганні даних.

Однак традиційні повністю неорганічні люмінофори, такі як матеріали післясвітіння на основі оксидів, сульфідів і нітридів, мають високу енергію решітки й зазвичай потребують високотемпературної обробки (>1000 °C), що забезпечує значне споживання енергії та безпеку. ризики для виробництва та підготовки.

Використовуючи оброблений розчином монокристал перовскіту CsCdCl₃ як матрицю післясвітіння, дослідники запропонували стратегію люмінесценції, засновану на передачі енергії від триплетних самозахоплених екситонів (STE) до акцептора Mn⁺ через легування Mn^2+.  Вони розробили високоефективний надтривалий люмінофор післясвічення з антитермічним гасінням, який міг одночасно досягти високого квантового виходу люмінесценції (81,5%) і наддовгого часу післясвічення (150 секунд).

Крім того, вони надали чіткі докази механізму люмінесценції за допомогою поглиблених досліджень динаміки носіїв і розрахунків теорії функціонала густини (DFT). Вони виявили, що структура CsCdCl ₃ Mn²⁺ має [CdCl₆]⁴ — октаедр із плоскою симетрією (симетрія C _3v) і кутовою симетрією (симетрія D_3d), які можуть утворювати нееквівалентні вакансії Cl і призводити до пасток-станів із широкий розподіл енергії.

«Ми виявили, що ці стани-пастки можуть зберігати носії заряду та повільно вивільняти їх до центру випромінювання ([MnCl₆]⁴ — октаедр), що призводить до емісії післясвітіння з ефектом антитермічного гасіння», — сказав д-р Ян.