双钙钛矿Cs₂Na_0.9Ag_0.1In_1-xZr_xCl₆的制备及其可调谐黄—白—蓝三色自陷激子发光研究

摘要

针对传统单组分无铅双钙钛矿材料发光颜色单一且难以调控的瓶颈问题，本研究成功制备得到具有可调谐黄—白—蓝三色自陷激子（STEs）发光的Cs₂Na_0.9Ag_0.1In_1-xZr_xCl₆双钙钛矿体系。利用XRD、SEM、XPS等表征手段证实了Zr⁴⁺的掺入成功构建了[ZrCl₆]^2-八面体结构。在此过程中，Zr⁴⁺与空位发挥协同作用，共同取代了In³⁺+（Na⁺/Ag⁺）的晶格位点，不仅引起了晶格畸变，还有效地调控了材料的电子结构。UV-Vis和PL光谱表明，Zr⁴⁺的引入诱导产生了STE2蓝光（460 nm）与基质STE1黄光（540 nm）的协同发射机制。同时，通过增强激子局域化显著提升了辐射复合效率，当Zr含量为40%时，材料在334 nm激发下量子产率可达86.9%。此外，通过精细调控原料比例与激发波长，实现了发光颜色从明黄至深蓝的宽波段连续可调。该工作为单组分双钙钛矿材料的多色发光调控提供了新思路，在光学加密及广色域白光LED等领域展现出极大的应用潜力。

关键词

无铅双钙钛矿 / 自陷激子 / 多色发光调控

基金资助

国家自然科学基金(52472067,U23A20564); 上海市自然科学基金(23ZR1402700)