近日，由大連大學物理科學與技術學院孫誠教授團隊，與遼寧省光電信息技術工程實驗室、吉林大學超硬材料國家重點實驗室、新型電池物理與技術教育部重點實驗室以及賽默飛共同組成的研究團隊合作，在國際期刊Chemical Engineering Journal上發(fā)表了一篇題為《Ultra broadband emission toward white LED based on dysprosium double perovskites Cs?Rb???DyCl???I?》的研究論文。
在這項研究中，團隊成功合成了Cs?Rb???DyCl???I?鏑基雙鈣鈦礦晶體，并通過簡單的水熱法制備。這些晶體表現出從400 nm到700 nm的超寬帶發(fā)射，實現了明顯的白光發(fā)射。此外，通過調節(jié)激發(fā)波長，可以精細調整白光的色度。研究還展示了高壓誘導的熒光增強效應。基于該材料，研究團隊還成功制備了一系列白光LED，色坐標為(0.33, 0.33)，展示了其在固態(tài)照明應用中的巨大潛力。
鏑基雙鈣鈦礦在設計基于鈣鈦礦的白光發(fā)光設備方面提供了一個良好選擇。這項研究不僅拓展了無鉛鹵化物雙鈣鈦礦材料的家族，也為未來的固態(tài)照明應用提供了新的思路。
在實驗中，研究團隊通過使用賽默飛的ESCALAB QXi X射線光電子能譜儀（XPS）對樣品的成分和價態(tài)進行了詳細分析。如下圖所示：
圖 1. (a) The XPS spectra of Cs?Rb???DyCl???I? crystals. (b) Cs 3d, Rb 3d, Dy 3d, Cl 2p, I 3d (high-resolution XPS spectra of Cs1.6Rb1.4DyCl4.4I1.6 crystal).
XPS在CsxRb3?xDyCl6?xIx晶體研究中發(fā)揮著至關重要的作用。全譜中明顯的Cs、Rb、Dy、Cl 和 I 元素信號，證實了目標晶體的成功制備。通過Cl、I、Dy等元素高分辨窄掃譜可以得到各元素的化學態(tài)信息，其中Dy以+3價形式存在。進一步比較發(fā)現由于元素電負性的不同，使得元素的電子結合能存在差異。如比較Cs1.3Rb1.7DyCl4.7I1.3和Cs2.0Rb1.0DyCl4.0I2.0，通過分析 Cl、I、Dy、Cs 和 Rb 元素的結合能變化，能夠深入探究電子云密度的改變情況。而電子云密度的變化與晶體的性質和結構密切相關，因此 XPS 為深入研究該晶體的性質和結構提供了關鍵依據。
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