a) Kristallstruktur av Cs2 (Ag/Na)InCl6 och den kristallografiska platsen för Cu + dopningsmedel. PL-fotografierna (λex = 365 nm) för Cs2 (Ag/Na)InCl6 och Cs2 (Ag/Na)InCl6 :1,0 %Cu + pulver presenteras, som visar signifikant förbättrad PL av kristallerna på Cu + doping. b) Pulver XRD-mönster av Cs2 (Ag/Na)InCl6 :x%Cu + med olika Cu + dopningskoncentrationer. Det förstorade 2θ-området (20–28°) av XRD-mönster visar en monoton förskjutning av diffraktionstopparna till högre vinkel med ökande Cu + koncentration. c) Optiska absorptionsspektra för Cs2 (Ag/Na)InCl6 och Cs2 (Ag/Na)InCl6 :1,0 %Cu + . Insättningen visar motsvarande Tauc-diagram för absorptionsspektra. d) PL-excitationsspektra (λem = 605 nm), PL-emissionsspektra (λex = 365 nm), och e) PL-avklingningskurvor (λem = 605 nm) av Cs2 (Ag/Na)InCl6 :x%Cu + med olika Cu + dopningskoncentrationer. Kredit:Advanced Science (2022). DOI:10.1002/advs.202103724
Helt oorganiska 3D blyfria dubbla perovskiter (DP) med bredbands självfångad exciton (STE) emission har visat sig lovande som alternativ till blyhalogenid perovskiter i olika optoelektroniska applikationer som lysdioder (LED) och fotodetektorer. En grundläggande förståelse för effekten av dopning på de optiska egenskaperna hos DP, särskilt STE-dynamiken, är av avgörande betydelse för deras prestandaoptimering och tillämpningar.
I en studie publicerad i Advanced Science , utvecklade forskargruppen under ledning av professor Chen Xueyuan från Fujian Institute of Research on the Structure of Matter of the Chinese Academy of Sciences en unik strategi via Cu + dopning för att uppnå effektiv STE-utsläpp i de legerade blyfria Cs2 (Ag/Na)InCl6 DP-kristaller.
Denna unika strategi baserad på Cu + dopning ökar STE-utsläppet i den legerade Cs2 (Ag/Na)InCl6 DP:er. Forskarna använde en liten mängd (1,0 mol%) Cu + dopning för att realisera den förstärkta STE-emissionen i kristallerna, med fotoluminescens (PL) kvantutbyte som ökar från 19,0 % till 62,6 % och excitationsbandet skiftar från 310 nm till 365 nm.
De undersökte på ett omfattande sätt effekten av Cu + dopning på den elektroniska strukturen och optiska egenskaperna hos Cs2 (Ag/Na)InCl6 och STE-dynamiken. Den syntetiserade Cs2 (Ag/Na)InCl6 :Cu + kristaller uppvisar avsevärt förbättrad PL som härrör från den ökade strålningsrekombinationshastigheten för STE såväl som den förbättrade STE-densiteten.
Med hjälp av temperaturberoende PL och ultrasnabb femtosekund transient absorptionsspektroskopier, avslöjade forskarna att den anmärkningsvärda PL-förbättringen tillskrevs den ökade tätheten och strålningsrekombinationshastigheten för STE, som ett resultat av symmetrinedbrytning av STE-vågfunktionen vid den oktaedriska Ag + webbplats inducerad av Cu + dopning.
Dessutom visade forskarna den utmärkta luft-, strukturella och termiska stabiliteten hos dessa Cu + -dopade Cs2 (Ag/Na)InCl6 kristaller, och avslöjade deras stora potential som effektiva gulemitterande fosforer för applicering i nära-ultraviolett (NUV)-konverterade vita lysdioder.
Denna studie ger djupa insikter i STE-dynamiken i Cu + -dopade Cs2 (Ag/Na)InCl6 , och lägger därmed en grund för framtida design av nya blyfria DP:er med effektiv STE-emission. + Utforska vidare
