济宁学院雷晓武、岳呈阳课题组利用Mn²⁺掺杂调控策略，对一维卤化铅钙钛矿进行改性，得到了一系列Mn²⁺掺杂钙钛矿结构材料，提高了钙钛矿的光致发光量子产率(PLQY)与水稳定性。

三维APbX₃晶态发光材料引起了全世界的广泛关注，但因为激子结合能较低、在潮湿空气中稳定性很差，极大的限制了其在光电材料领域的应用。因此，探索激子结合大、稳定性高的钙钛矿发光材料具有重要的研究意义与应用价值。济宁学院雷晓武、岳呈阳课题组选取一维卤化铅[AEP]PbBr₅ (AEP= N-aminoethylpiperazine)结构作为钙钛矿主体框架，采用Mn²⁺掺杂策略，利用半导体钙钛矿高的光吸收性能、钙钛矿主体与客体Mn²⁺之间的能量转移、Mn²⁺的⁴T₁→⁶A₁电子跃迁，获得了一系列具有高效可调宽带发射性能的混金属钙钛矿发光材料。光致发光(PL)光谱表明，随着Mn²⁺含量的增加，发射峰从543 nm的黄光转变为619nm的红光，PLQY从6.90%逐渐提高到28.41%，实现了发光性能与效率的双重调节 (图1)。

同时该系列化合物对潮湿环境、水、高温环境的稳定性都得到了显著提高。Mn²⁺掺杂钙钛矿置于潮湿环境中6个月，表现出超高的稳定性，PL强度保持在88 %以上。化合物直接置于去离子水中12小时，PL发光强度均能保持80 %以上，表现出优异的水稳定性。高的水稳定性既保证了光电器件在潮湿环境中的应用，也降低了Pb²⁺在水中的排放，减少了Pb²⁺造成的环境污染。该系列材料在荧光防伪、固态白光LED领域具有重要的应用前景 (图3)。

该研究证明合理的Mn²⁺掺杂策略不仅可以优化钙钛矿的发光性能，而且可以提高结构和光学稳定性，为合理构筑高性能钙钛矿发光功能材料提供了一种新的设计路线。

论文信息：

Bulk Mn²⁺ Doped 1D Hybrid Lead Halide Perovskite with Highly Efficient, Tunable and Stable Broadband Light Emissions

Chang-Qing Jing, Xu Yin, Pan-Chao Xiao, Yu-Jia Gao, Xiao-Min Wu, Cheng-Yang Yue, Prof. Xiao-Wu Lei

济宁学院为第一通讯单位。

Chemistry – A European Journal 

DOI: 10.1002/chem.202103043