近日，由大連大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院孫誠教授團隊，與遼寧省光電信息技術(shù)工程實驗室、吉林大學(xué)超硬材料國家重點實驗室、新型電池物理與技術(shù)教育部重點實驗室以及賽默飛共同組成的研究團隊合作，在國際期刊Chemical Engineering Journal上發(fā)表了一篇題為《Ultra broadband emission toward white LED based on dysprosium double perovskites Cs?Rb???DyCl???I?》的研究論文。
在這項研究中，團隊成功合成了Cs?Rb???DyCl???I?鏑基雙鈣鈦礦晶體，并通過簡單的水熱法制備。這些晶體表現(xiàn)出從400 nm到700 nm的超寬帶發(fā)射，實現(xiàn)了明顯的白光發(fā)射。此外，通過調(diào)節(jié)激發(fā)波長，可以精細調(diào)整白光的色度。研究還展示了高壓誘導(dǎo)的熒光增強效應(yīng)。基于該材料，研究團隊還成功制備了一系列白光LED，色坐標為(0.33, 0.33)，展示了其在固態(tài)照明應(yīng)用中的巨大潛力。
鏑基雙鈣鈦礦在設(shè)計基于鈣鈦礦的白光發(fā)光設(shè)備方面提供了一個良好選擇。這項研究不僅拓展了無鉛鹵化物雙鈣鈦礦材料的家族，也為未來的固態(tài)照明應(yīng)用提供了新的思路。
在實驗中，研究團隊通過使用賽默飛的ESCALAB QXi X射線光電子能譜儀（XPS）對樣品的成分和價態(tài)進行了詳細分析。如下圖所示：
圖 1. (a) The XPS spectra of Cs?Rb???DyCl???I? crystals. (b) Cs 3d, Rb 3d, Dy 3d, Cl 2p, I 3d (high-resolution XPS spectra of Cs1.6Rb1.4DyCl4.4I1.6 crystal).
XPS在CsxRb3?xDyCl6?xIx晶體研究中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。全譜中明顯的Cs、Rb、Dy、Cl 和 I 元素信號，證實了目標晶體的成功制備。通過Cl、I、Dy等元素高分辨窄掃譜可以得到各元素的化學(xué)態(tài)信息，其中Dy以+3價形式存在。進一步比較發(fā)現(xiàn)由于元素電負性的不同，使得元素的電子結(jié)合能存在差異。如比較Cs1.3Rb1.7DyCl4.7I1.3和Cs2.0Rb1.0DyCl4.0I2.0，通過分析 Cl、I、Dy、Cs 和 Rb 元素的結(jié)合能變化，能夠深入探究電子云密度的改變情況。而電子云密度的變化與晶體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，因此 XPS 為深入研究該晶體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)提供了關(guān)鍵依據(jù)。
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