吉林大学宋宏伟教授：Eu3 掺杂的CsPbCl3QDs在高压下的光电特性
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来自吉林大学的宋宏伟教授课题组报道了Eu3 掺杂的CsPbCl3QDs在高压下的独特光学和电学特性。有趣的是，Eu3 离子的PL在压力高达10.1 GPa时表现出增强，并且在22 GPa时仍保持相对较高的强度。光学和结构分析表明，在约1.53 GPa时，样品经历了同构相变，然后发生了非晶态演化，并通过密度泛函理论计算进行了模拟和验证。Eu3 离子的压力诱导PL增强可能与从激子态到Eu3 离子的能量转移速率增强有关。光电性能通过压缩增强，在压力释放后可以保持，这是由于高压引起的缺陷密度降低和载流子迁移率增加。这项工作丰富了对稀土掺杂发光材料高压行为的理解，并证明高压技术是设计和实现优质光电材料的一种有前途的方法。相关论文以题为“Enhanced Photoluminescence and Photoresponsiveness of Eu3 Ions-Doped CsPbCl3Perovskite Quantum Dots under High Pressure”发表在Adv. Funct. Mater期刊上。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202100930
最近，一些过渡金属离子如Mn2 和Bi3 已成功掺杂到钙钛矿晶格中。掺杂显着改变了卤化物钙钛矿量子点的光学和电学特性。通过主体和掺杂剂之间的能量或电荷转移相互作用，在CsPbCl3QDs中用镧系离子成功取代Pb2 产生了高PLQY和稳定且广泛可调的多色发射，范围从可见光到近红外区域。特别是Yb3 掺杂的钙钛矿QDs显示出大的吸收截面和高达188%的PLQY，并且掺杂的钙钛矿纳米晶体(NCs)被成功地用于商业硅太阳能电池中的下变频器。
众所周知，高压技术是一种清晰、创新的方法，可以在不引入杂质的情况下调整化合物的原子间距离、电子构型和晶体结构。它已被广泛用于探索材料在压力下物理和化学性质变化的机制。此外，高压研究能够开发具有新兴或增强特性的新型材料，否则使用传统技术是无法实现的。在过去的几年里，对卤化物钙钛矿材料的高压研究的兴趣显着增加。在卤化物钙钛矿中已经观察到各种压力效应，例如带隙调制、压力诱导发射、压致变色和金属化。卤化物钙钛矿在高压下的光致发光（PL）的共同特征总结为：当压力超过某个阈值时发生PL淬灭。高压和离子掺杂的结合有望提供一种新的方法来调节CsPbX3基材料的结构和各种性能。最近，Cao等人报道了CsPbxMn1 xCl3NCs独特的压力诱导发射增强。此外，Zhang等人报道了与压缩前的环境状态相比，热退火的Mn2 :CsPbCl3NCs获得了更高的电导率和改进的光电响应。
稀土（RE）离子发光具有发射光谱窄、色纯度高、转换效率高、发射光谱范围从紫外到红外区域可调等优点。RE发光归因于4f电子：f-f电偶极子跃迁，其被外壳电子屏蔽免受环境影响。稀土离子线发射的宽度和相对强度经常受到基体性质的影响，可用于探测晶体环境。钙钛矿材料由于其强光吸收和高载流子迁移率在光电领域具有潜在应用。目前，已经证明压力可以增强有机金属卤化物钙钛矿、MASnI3和MAPbBr3的可见光响应。然而，目前还没有关于稀土离子掺杂钙钛矿量子点压缩性能的报道。RE掺杂的全无机CsPbX3QDs具有高度改进的光电性能，化学性质稳定，不易受氧气和水分影响。因此，预计RE掺杂的CsPbX3的光电响应可以通过压力增强。
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