中国科学院大连化物所韩克利研究员团队合成了未掺杂及锰离子掺杂的非铅双钙钛矿纳米晶，并详细讨论了其尺寸效应及发光动力学机理。研究发现，未掺杂锰离子的非铅双钙钛矿纳米晶发射出蓝色荧光，通过掺杂锰离子，可以实现明亮的橙红色荧光发射，证实了合理利用半导体纳米材料亚能带对设计高性能半导体纳米材料具有重要指导意义。相关研究结果日前发表在《美国化学会·中心科学》上。
近年来，非铅双钙钛矿纳米晶受到广泛关注，有望克服铅基钙钛矿纳米晶的毒性和不稳定性，成为理想的发光材料。科研人员主要关注于钙钛矿纳米晶材料宽波段白光发射，而对其他特定颜色的荧光发射研究较少。掺杂策略可以有效改善钙钛矿纳米晶材料的光学性质和稳定性。对锰离子掺杂体系来说，锰离子作为掺杂剂发光是科研人员感兴趣的方面，但常常伴随着与其产生竞争关系的带边发射或自陷态发射。此外，锰掺杂非铅双钙钛矿纳米晶的尺寸效应及动力学机理也需要进一步深入研究。
近日，该团队成功合成了结晶度高、形貌均匀的未掺杂及锰掺杂的钠基非铅双钙钛矿纳米晶。未掺杂锰离子的钠基非铅双钙钛矿纳米晶具有蓝色荧光，掺杂锰离子后则展现出单一的、纯的锰掺杂剂发光，可发射出明亮的橙红色荧光，最高荧光量子产率达到44.6%，同时稳定性也得到了改善。
据悉，该团队结合稳态和瞬态光谱技术，详细讨论了锰掺杂非铅双钙钛矿纳米晶发光动力学机理，进一步研究了锰掺杂剂发光体系的尺寸效应。
