近日,网上打掼蛋app高压与超硬材料全国重点实验室邹勃教授团队肖冠军教授等人在全无机非铅金属卤化物的压强诱导发光研究中取得重要进展,通过高压打开了辐射跃迁通道,实现了一维金属卤化物Cs2AgI3从“无光”到“有光”的反常压强诱导PIE行为(Pressure-Induced Emission, PIE),产生了高压下的高品质明亮白光发射,并深入揭示了背后的物理机制,推动了压力传感、压力开关和高压极端条件下的特种照明与显示应用。相关研究成果以“Pressure Opens Up the Radiative Recombination Channels Toward Bright White-Light Emission”为题发表在《Laser & Photonics Reviews》上。
该工作利用金刚石对顶砧装置结合同步辐射X射线衍射技术,系统揭示了高压下Cs2AgI3的结构演变与光学性能关联机制。高压诱导[AgI4]3-四面体单元结构畸变,通过增强Jahn-Teller效应实现晶格重构,有效提升了电子-声子耦合强度,为自陷激子的辐射复合提供了关键驱动力。材料的光致发光量子产率从常压下的不足1%跃升至75%,发光光谱覆盖400-900 nm宽谱范围,显色指数达到92的优质水平,展现出单组分材料实现白光发射的优异性能。通过瞬态吸收光谱与时间分辨发射光谱的联合分析,深入解析了压强对载流子动力学的调控机制。高压下光诱导吸收信号表明了与自陷态相关的独特特征。高压能够有效抑制非辐射跃迁通道并且打开辐射跃迁通道,最终实现了“暗态”向“亮态”STE的转变。通过施加高压诱导辐射复合速率kr提升1个数量级,同时有效降低非辐射复合速率knr达2个数量级。变温光谱证实了进一步表明高压能够有效增加黄昆因子和激子结合能,从而促进激子自陷。第一性原理计算进一步揭示了相邻自陷态的协同发射是产生宽带白光的物理机制。高压下位型坐标差ΔQ增加,证实了晶格畸变诱导的电子-声子耦合增强是提升自陷态激子发射效率的主要原因。与此同时,激子自陷能Etrap增加,基态与激发态重叠减少,抑制非辐射跃迁,建立了自陷态激子稳定形成的理论模型,为压强诱导发光现象提供了深入的物理解释。该工作通过多方位系统实验与理论计算的深度融合,阐明了低维金属卤化物的压致发光机制,激活了一维金属卤化物Cs₂AgI₃的“隐形”发光潜能,为开发环境友好型高品质发光材料提供了理论依据与技术路径。
网上打掼蛋app高压与超硬材料全国重点实验室博士研究生王敬天为本文的第一作者,吉林大学材料科学与工程学院颉家豪博士为共同第一作者,通讯作者为吉林大学肖冠军教授,并得到了吉林大学邹勃教授、张立军教授、聊城大学王凯教授以及中国科学院大连化物所隋来志教授和袁开军教授的大力支持。该工作得到了国家重点研发计划重点专项和国家自然科学基金等项目的资助,以及上海光源同步辐射BL15U1线站的支持。