研究人员揭示了镧系元素掺杂双钙钛矿的局部电子结构

无铅卤化物双钙钛矿(DPs)由于其独特的光学特性而引起了极大的兴趣。最近，已经提出了具有丰富电子能级的镧系元素离子(Ln3+)来调整DP的近红外(NIR)区域的光学性能。

在这些DPs中，Cs2Na(Ag)InCl6DPs因其直接的带隙特性和高化学稳定性而被广泛报道为Ln3+掺杂的优良主体之一。然而，它们的局部电子结构基本上没有受到影响，这限制了Ln3+掺杂DPs的发展。

中科院福建物质结构研究所陈学元教授课题组在AdvancedScience上发表的一项研究中，将Yb3+引入Cs2NaInCl6DPs中，实现了高效的近红外发光。最佳光致发光量子产率(PLQY)为39.4%。

研究人员通过密度泛函理论计算和Bader电荷分析揭示了Cs2NaInCl6:Yb3+的局域电子结构，表明[YbCl6]3-八面体中的电子在Cs2NaInCl6:Yb3+中具有很强的局域性。,而它们在Cs2AgInCl6:Yb3+中向Ag+离域。这种局域电子可以通过Cs2NaInCl6中的Cl--Yb3+电荷转移敏化有效地增强NIR发光.

受益于[YbCl6]3-八面体在Cs2NaInCl6DPs中的局域电子，提出了一种有效的Cl--Yb3+电荷转移敏化策略来获得Ln3+的强近红外发光。

研究人员证明了所提出的用于增强Ln3+近红外发射的新型敏化策略优于成熟的Cs2AgInCl6对应物中的自陷激子敏化。

他们进行了与温度相关的稳态和瞬态PL光谱测量，通过从电荷转移带(CTB)到2F7的特征跃迁来验证Cs2NaInCl6:Yb3+中的Cl--Yb3+电荷转移过程/2(Yb3+)和2F5/2(Yb3+)。

密度泛函理论计算和Bader电荷分析表明[YbCl6]3-八面体在Cs2NaInCl6:Yb3+中有很强的局域性，有利于Cl--Yb3+的电荷转移过程。

此外，由于从Cl--Yb3+CTB到Er3+的能量转移，研究人员在Yb3+/Er3+共掺杂Cs2NaInCl6DPs中实现了来自Er3+的高效NIR发光，PLQY为7.9%.

这些发现为实现卤化物DPs中Ln3+的有效NIR发射提供了一种通用方法，为探索NIR发射钙钛矿衍生物的多功能应用开辟了一条新途径。

无铅卤化物双钙钛矿(DPs)由于其独特的光学特性而引起了极大的兴趣。最近，已经提出了具有丰富电子能级的镧系元素离子(Ln3+)来调整DP的近红外(NIR)区域的光学性能。

在这些DPs中，Cs2Na(Ag)InCl6DPs因其直接的带隙特性和高化学稳定性而被广泛报道为Ln3+掺杂的优良主体之一。然而，它们的局部电子结构基本上没有受到影响，这限制了Ln3+掺杂DPs的发展。

中科院福建物质结构研究所陈学元教授课题组在AdvancedScience上发表的一项研究中，将Yb3+引入Cs2NaInCl6DPs中，实现了高效的近红外发光。最佳光致发光量子产率(PLQY)为39.4%。

研究人员通过密度泛函理论计算和Bader电荷分析揭示了Cs2NaInCl6:Yb3+的局域电子结构，表明[YbCl6]3-八面体中的电子在Cs2NaInCl6:Yb3+中具有很强的局域性。,而它们在Cs2AgInCl6:Yb3+中向Ag+离域。这种局域电子可以通过Cs2NaInCl6中的Cl--Yb3+电荷转移敏化有效地增强NIR发光.

受益于[YbCl6]3-八面体在Cs2NaInCl6DPs中的局域电子，提出了一种有效的Cl--Yb3+电荷转移敏化策略来获得Ln3+的强近红外发光。

研究人员证明了所提出的用于增强Ln3+近红外发射的新型敏化策略优于成熟的Cs2AgInCl6对应物中的自陷激子敏化。

他们进行了与温度相关的稳态和瞬态PL光谱测量，通过从电荷转移带(CTB)到2F7的特征跃迁来验证Cs2NaInCl6:Yb3+中的Cl--Yb3+电荷转移过程/2(Yb3+)和2F5/2(Yb3+)。

密度泛函理论计算和Bader电荷分析表明[YbCl6]3-八面体在Cs2NaInCl6:Yb3+中有很强的局域性，有利于Cl--Yb3+的电荷转移过程。

此外，由于从Cl--Yb3+CTB到Er3+的能量转移，研究人员在Yb3+/Er3+共掺杂Cs2NaInCl6DPs中实现了来自Er3+的高效NIR发光，PLQY为7.9%.

这些发现为实现卤化物DPs中Ln3+的有效NIR发射提供了一种通用方法，为探索NIR发射钙钛矿衍生物的多功能应用开辟了一条新途径。