近日，中國科學院大連化學物理研究所復(fù)雜分子體系反應(yīng)動力學研究組研究員韓克利團隊揭示了錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶發(fā)光動力學機理。該團隊成功合成未摻雜及錳離子摻雜的非鉛雙鈣鈦礦納米晶，并詳細討論了其尺寸效應(yīng)及發(fā)光動力學機理。未摻雜納米晶發(fā)射出藍色熒光，通過摻雜錳離子，實現(xiàn)了明亮的橙紅色熒光發(fā)射。

　　非鉛雙鈣鈦礦納米晶有望解決鉛基鈣鈦礦納米晶的毒性和不穩(wěn)定性。近年來，科研人員主要關(guān)注于其寬波段白光發(fā)射，對其他特定顏色的熒光發(fā)射研究的比較少。摻雜策略可以有效改善鹵素鈣鈦礦納米晶的光學性質(zhì)和穩(wěn)定性。就錳離子摻雜體系來說，雖然摻雜劑發(fā)光是科研人員感興趣的方面，但常常伴隨著與其產(chǎn)生競爭關(guān)系的帶邊發(fā)射或自陷態(tài)發(fā)射。而且，錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶的尺寸效應(yīng)及動力學機理需要進一步深入研究。

　　本工作中，該團隊成功合成了未摻雜及錳摻雜直接帶隙鈉基非鉛雙鈣鈦礦納米晶。未摻雜錳離子的納米晶具有藍色熒光。摻雜錳離子后，展現(xiàn)出單一的、純的錳摻雜劑發(fā)光，最高熒光量子產(chǎn)率達到44.6%。科研人員結(jié)合穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)光譜技術(shù)，證明其明亮的、純的錳摻雜劑熒光主要歸因于暗自陷態(tài)輔助過程。此外，該團隊還進一步研究了摻雜劑發(fā)光體系的尺寸效應(yīng)。該工作強調(diào)了合理利用半導(dǎo)體納米材料亞能帶對設(shè)計高性能半導(dǎo)體納米材料具有重要指導(dǎo)意義。

　　相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《美國化學會-中心科學》(ACS Cent. Sci.)上。上述工作得到國家自然科學基金重點項目等資助。

　　錳摻雜對鈉基非鉛雙鈣鈦礦納米晶發(fā)射光譜的影響