广西大学邹炳锁教授&彭辉副教授团队:锑掺杂和结构调控实现在空气稳定的高效发射和三模光致发光开关锡( IV )基金属卤化物

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文章信息



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通讯作者:邹炳锁,彭辉(广西大学)

作者:何雪妃,彭辉*,魏启麟,周志杰,张国伦,杜振涛,赵家龙,邹炳锁*


Keywords:

information encryption

Sb3+-doping

Sn(IV)-based metal halides

structural modulation

triple-mode

原文链接:

https://doi.org/10.1002/agt2.407




文章简介


多模动态发光材料在热、湿、光、有机蒸汽、压力等多种外界物理和化学刺激下,发射波长、发光强度、发光衰减寿命等可调,通常,通过合理地控制这些外部刺激的输入,可以精确地控制发光材料的光学响应输出,从而实现多模动态可逆发光,在荧光防伪、信息安全、数据存储、逻辑门等方面具有非常广阔的应用。研究表明,通过无目的性地调节Sn(IV)基金属卤化物中A位阳离子的种类,确实可以有效地改善Sb3+掺杂Sn(IV)基化合物的光学性质,但其单一的稳态荧光发射严重限制了其应用。因此,在Sb3+掺杂的Sn(IV)基金属卤化物中,亟需发展一种新的结构调控策略,通过合理的结构设计,提高发光效率,实现其多模动态发光。

基于以上考虑,作者提出了一种通过在SnCl4晶格中插入单个有机配体来改变Sn( IV )基金属卤化物的配位结构和晶格畸变程度的晶体工程,从而在空气稳定的Sb3+掺杂的Sn(IV)基金属卤化物中实现了高效的发射和三模可调的光致发光(PL)开关。在光激发下,(C25H22P)SnCl5@Sb·CH4O(Sb3+-1)不发光,(C25H22P) 2SnCl6@Sb-α(Sb3+-2α)发出明亮的黄光,光致发光量子产率(PLQY)为92 %,(C25H22P)2SnCl6@Sb-β(Sb3+-2β)发出强烈的红光,PLQY为78%。以上三种化合物表现出截然不同的光学性质应归因于它们不同的晶体结构和晶格畸变。特别地,在C25H22PCl溶液的处理下,Sb3+-1可以成功地转化为Sb3+-2α,并伴随着从零逸出到有效的黄光发射的转变,作为"turn-on"光致发光开关。同时,在二氯甲烷或挥发处理后,观察到Sb3+-2αSb3+-2β之间的可逆结构转换,并伴随着黄光和红光发射的切换。因此,在Sb3+掺杂的Sn(IV)基化合物中可以构建off-onI-onII的三模可调谐PL开关。最后,本工作展示了所合成的化合物在荧光防伪、信息加密和光学逻辑门等方面的应用(图1)。

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图1. 用于防伪应用的印刷图案照片,(a)徽章图案和( b )广西大学二维码图案。(c)基于Sb3+-1、Sb3+-2α@ PMMA和Sb3+-2α组合化合物的三模信息加密-解密应用。(d)基于合成的Sb3+掺杂Sn(IV)基化合物的光学逻辑门应用

以上研究内容以“Realizing efficient emission and triple-mode photoluminescence switching in air-stable tin(iv)-based metal halides via antimony doping and rational structural modulation”为题发表于 Aggregate 期刊,论文第一作者为广西大学资源环境与材料学院的何雪妃硕士,通讯作者为广西大学的邹炳锁教授和彭辉副教授。

(Aggregate 2023,5, e407.



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