溶剂调控与锑掺杂协同增强零维杂化卤化铟晶体结构多样性及光致发光量子产率的研究

本研究针对有机-无机杂化金属卤化物（OIMH）晶体结构可控合成难题，通过精准调控溶剂环境，利用相同原料成功制备三种新型零维铟基氯化物（γ/α-(HMTA3+)InCl6和(C7H15N4+)[InCl4(DMSO)2]）。锑掺杂（Sb3+）显著拓宽激发带并实现多色自陷激子发射，光致发光量子产率（PLQY）最高提升至89.97%，为发光材料设计提供新策略。

　　

在钙钛矿材料研究中，有机-无机杂化金属卤化物（OIMH）晶体结构的可控合成始终存在挑战。通过精确调控反应条件，使用相同化学成分实现不同晶体结构的构筑，可显著调控材料发光特性。本研究通过溶剂环境调控，成功合成三种新型零维铟基氯化物：γ-(六亚甲基四胺³⁺，HMTA³⁺)InCl₆、α-(HMTA³⁺)InCl₆以及首次报道的(C₇H₁₅N₄⁺)[InCl₄(二甲基亚砜，DMSO)₂]。

锑离子（Sb³⁺）掺杂显著拓宽了这些材料的激发波段。在紫外光激发下，掺杂化合物展现出明亮的多色自陷激子（STE）发射，其光致发光量子产率（PLQY）分别提升至26.96%、68.94%和89.97%。铟八面体的对称性受晶体结构调控，其中γ相和α相因准球形HMTA³⁺单元而呈现高对称性。而新型[InCl₄(DMSO)₂]^?配位离子比常规(InCl₆)^3?八面体具有更显著畸变，该结构变化调控了价带顶（VBM）轨道电子结构，从而拓宽PL激发波段。值得注意的是，低浓度Sb³⁺掺杂的γ-(HMTA³⁺)InCl₆还具有激发波长依赖性发射和白光发射潜力，该现象源于不同STE能级间的激发态能量转移。本研究为OIMHs的结构设计与发光调控提供了新思路，对光物理应用具有重要指导意义。