Mo4+激活的金属卤化物中的近红外发光技术在先进光电子学中的应用

《Inorganic Chemistry》：Near-Infrared Luminescence in Mo4+-Activated Metal Halide for Advanced Optoelectronics

Cs2ZnCl4中Mo?+掺杂通过晶体场畸变工程实现四面体Zn2+向八面体过渡，获得960nm中心波长宽谱近红外发光（fwhm～206nm）及78.7%高内量子效率，材料兼具优异热稳定性和环境耐受性，成功制备132mW@350mA NIR pc-LEDs，支撑高对比度成像应用并拓展4d过渡金属离子在光电子学中的新范式。

　　

开发高效、热稳定且具有宽带近红外（NIR）发光特性的荧光体对于下一代智能设备至关重要，但目前现有系统的量子效率较低且光谱覆盖范围有限，这仍然是一个挑战。在这里，我们通过晶体场畸变工程在零维Cs₂ZnCl₄材料中实现了一项突破性进展，成功获得了中心波长为960 nm、半高宽（fwhm）约为206 nm的宽带NIR发光，且这种发光是由Mo⁴⁺激活的。与传统八面体结构不同，在Cs₂ZnCl₄中，四面体结构的Zn²⁺位点在掺杂后会由于Cs空位和Jahn–Teller效应的作用发生畸变，从而转变为八面体结构的Mo⁴⁺配位。这种独特的结构重组使得该材料的内部量子效率达到了78.7%。此外，该材料还具备热稳定性和环境耐受性。利用这些特性，我们制备出了NIR荧光体转换的LED（pc-LED），在350 mA电流下其峰值输出功率可达132 mW，可用于实现高对比度成像，例如水果碰伤检测和夜视功能。这项工作不仅为通过激活剂诱导的晶格畸变来实现高效NIR发光开辟了新途径，还为4d过渡金属离子在光电子学中的应用开辟了新的前景。