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 近日，中科院大連化物所韓克利研究員團隊合成了未摻雜及錳離子摻雜的非鉛雙鈣鈦礦納米晶，并詳細討論了其尺寸效應及發(fā)光動力學機理。研究發(fā)現(xiàn)，未摻雜錳離子的非鉛雙鈣鈦礦納米晶發(fā)射出藍色熒光，通過摻雜錳離子，可以實現(xiàn)明亮的橙紅色熒光發(fā)射，證實了合理利用半導體納米材料亞能帶對設計高性能半導體納米材料具有重要指導意義。相關研究結果日前發(fā)表在《美國化學會·中心科學》上。

近年來，非鉛雙鈣鈦礦納米晶受到廣泛關注，有望克服鉛基鈣鈦礦納米晶的毒性和不穩(wěn)定性，成為理想的發(fā)光材料。科研人員主要關注于鈣鈦礦納米晶材料寬波段白光發(fā)射，而對其他特定顏色的熒光發(fā)射研究較少。摻雜策略可以有效改善鈣鈦礦納米晶材料的光學性質和穩(wěn)定性。對錳離子摻雜體系來說，錳離子作為摻雜劑發(fā)光是科研人員感興趣的方面，但常常伴隨著與其產生競爭關系的帶邊發(fā)射或自陷態(tài)發(fā)射。此外，錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶的尺寸效應及動力學機理也需要進一步深入研究。

近日，該團隊成功合成了結晶度高、形貌均勻的未摻雜及錳摻雜的鈉基非鉛雙鈣鈦礦納米晶。未摻雜錳離子的鈉基非鉛雙鈣鈦礦納米晶具有藍色熒光，摻雜錳離子后則展現(xiàn)出單一的、純的錳摻雜劑發(fā)光，可發(fā)射出明亮的橙紅色熒光，最高熒光量子產率達到44.6%，同時穩(wěn)定性也得到了改善。

據(jù)悉，該團隊結合穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)光譜技術，詳細討論了錳摻雜非鉛雙鈣鈦礦納米晶發(fā)光動力學機理，進一步研究了錳摻雜劑發(fā)光體系的尺寸效應。