Mn2+离子掺杂制备的高效红光发射无铅铯钪卤化物钙钛矿晶体

材料科学 光致发光 兴奋剂 量子产额 激发态 带隙 钙钛矿(结构) 密度泛函理论 光电子学 吸收(声学) 吸收光谱法 二极管 光化学 化学 光学 结晶学 荧光 物理 原子物理学 计算化学 复合材料
作者
Mengyan Cao,Renfu Li,Zhilin Li,Xiujian Zhao,Xiao Gong
出处
期刊:Science China. Materials [Springer Science+Business Media]
卷期号:67 (4): 1340-1347 被引量:4
标识
DOI:10.1007/s40843-023-2788-x
摘要

Perovskite crystals with high photoluminescence quantum yields can be rapidly synthesized by doping Mn2+ into Cs2ScCl5·H2O through a facile wet chemistry approach. The quantum yield of the Mn2+-doped perovskite crystals in the red light region is over 12 times higher than that of the host material and nearly 24 times higher than that of pure Mn-based perovskite CsMnCl3·2H2O. Moreover, density functional theory calculations were used to study the orbital hybridization properties of the materials to further investigate their optical properties. After Mn2+ doping, the Mn octahedrons separated by the Sc octahedrons can more effectively restrict excitons, which is conducive to the improvement of quantum yields. Compared with the original band gap, a new hybridized orbital attributed to Mn and the host element appears. The doped sample shows an extended absorption and excitation range from the original deep-ultraviolet (UV) absorption to UV and visible absorption. Based on these properties, the Mn2+-doped perovskites are used to prepare efficient white light-emitting diodes excited by a blue chip, showing an excellent color rendering index of 91, which meets the need for future applications in the field of optoelectronics.
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