J. Mater. Chem. C: 以功能导向构筑LED用零维锰基金属卤化物

目前商业上的背光源白光LED采用窄带绿色荧光粉β-SiAlON:Eu²⁺(半高宽=54nm)、锐线红色荧光粉K₂SiF₆:Mn⁴⁺和InGaN蓝光芯片组合封装，其色域值为90% NTSC。为提高液晶显示的色域范围，亟需研发比β-SiAlON:Eu²⁺半峰宽更小，色纯度更纯的窄带绿色荧光粉。零维锰基金属卤化物作为一种新型无稀土荧光材料，不仅表现出高的发光效率，而且具有更窄的半峰宽，使其在固态显示领域展现出很好的应用潜力。

首先，报到了一种零维锰基金属卤化物超快自组装的制备方法(ACS Appl. Electron. Mater. 2021, 3, 4144−4150)，即：有机膦盐或有机胺盐和可溶性锰盐溶于乙醇溶剂中，快速搅拌，可迅速实现自组装（5-10s），获得零维锰基金属卤化物；上述制备方法简单，适合推广应用。在此基础上，该论文从晶体结构角度分析了其超快自组装的根源，发现：无机单元和有机分子间为C−H···Br氢键和范德华力；制备的零维锰基金属卤化物呈现窄带绿光发射（λ_em= 523 nm; FWHM = 48 nm），其源于四配位Mn²⁺离子的d-d跃迁（⁴T₁−⁶A₁）,在固态显示领域有应用潜力。

另外，阐述了卤素离子Cl/Br对零维锰基金属卤化物的光致发光性能调控，并深入评价其热猝灭行为。结果表明：Cl/Br离子交换是调控其荧光寿命及量子产率的关键因素，在全Br体系(C₂₄H₂₀P)₂MnBr₄中获得高的荧光量子产率（PLQY = 99.8%）和相对短的荧光寿命（0.372 ms）；稳定的有机配体、长的Mn···Mn距离（10.447 Å）及大的活化能（△E = 0.277 eV）使得(C₂₄H₂₀P)₂MnBr₄具有非常优异的热稳定性；封装制备的白光LED器件不仅具有高的流明效率118.9 lm/W，同时可实现105.3%NTSC的宽色域显示，在背光源显示领域有很好的应用前景。

该成果发表：J. Mater. Chem. C, 2021, 9, 2047-2053.

该工作得到了国家自然科学基金面上项目与“1331工程”等项目的支持。我院周国君老师为论文第一作者，张献明教授为通讯作者。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaelm.1c00606

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/tc/d0tc05137c