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高压调控钙钛矿材料物性的发光及光学特性

高压作为一种精细、准确和干净的物性调控手段，在发现新现象、阐释新物理与新机制以及调控材料光学性能方面发挥着重要作用。我们利用金刚石对顶砧高压技术，结合多种原位高压测量技术以及第一性原理计算等方法，对以下几种典型的钙钛矿材料的结构、电子结构、及光学性质物性调控：（1）非铅双钙钛矿(NH4)2SeBr6实现了压致变色现象（1.76 eV~2.12 eV）【1】；（2）非铅双钙钛矿(NH4)2PtI6的光学带隙在极低压力下(0.12 GPa)降低到了Shockley-Queisser极限(1.34 eV)，有序单斜相结构在14.2 GPa发生金属化，这是目前报导的卤化物钙钛矿材料中最低的金属化相变压力【2】；（3）高压实现了掺杂双钙钛矿Te：Cs2SnCl6超过10倍的荧光增强，并在17 GPa时仍然保持超过常压的荧光强度，证明了高压技术是优化光电材料的一种有效方法【3】；（4）在Mn基金属卤化物(C5H6N)2MnBr4中发现了显著的压致变色发光，并伴随着双发射的红移，双发射带分别来自分离的Mn2+离子和Mn2+–Mn2+二聚体内的超交换作用【4】。这些发现不仅为表明了高压对钙钛矿材料光学物性调控与优化作用，而且对钙钛矿材料在光电领域的应用起到重要的推进作用。 参考文献列表： 1. L. R. Wang, H. Z. Guo*, et al. “Pressure-Induced Structural Evolution and Bandgap Optimization of Lead-Free Halide Double Perovskite (NH4)2SeBr6” Advanced Science 7, 1902900 (2020). 2. J. X. Wang, L. Wang, H. Z. Guo,* et al., Pressure-Induced Metallization of Lead-Free Halide Double Perovskite (NH4)2PtI6, Advanced Science 9 2203442 (2022). 3. J. X. Wang, H. Z. Guo*, Pressure-induced emission enhancement with an abnormal blue shift of the Sb3+-doped zero-dimensional lead-free halide perovskite Cs2InBr5 H2O. Physical Review B 107, 214111 (2023). 4. D. H. Chang, H. Z. Guo*, Pressure-Induced Dual-Emission of Mn-Based Metal Halides (C5H6N)2MnBr4. Advanced Optical Materials , 12, 2302829 (2024).

3 2024-07-26

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