【儀表網 研發(fā)快訊】近日，中國科學院大連化學物理研究所化學反應動力學全國重點實驗室光電材料動力學研究組(1121組)吳凱豐研究員與程鵬飛副研究員團隊在金屬鹵化物發(fā)光材料研究中取得新進展。研究團隊將單一金屬的兩種不同配位構型整合到同一種材料中，從而在單相金屬鹵化物中實現(xiàn)了連續(xù)可調的光學特性。
金屬鹵化物的發(fā)光調控對于其在背光顯示、室內照明和溫度傳感等領域的應用具有重要意義。傳統(tǒng)的摻雜與鹵素取代策略雖然能夠調節(jié)光學性質，但普遍存在發(fā)光猝滅和相分離等問題。通過在單相體系中引入多種獨立的金屬-鹵素發(fā)光單元，可以構建具有可調發(fā)光特性的二元或三元零維金屬鹵化物。然而，受限于單組分相的優(yōu)先結晶傾向，可用于合成此類多元體系的金屬元素組合仍十分有限。
研究團隊此前在國際上提出了“聚合物金屬鹵化物”(Polymeric Metal Halides)的概念，并成功實現(xiàn)材料制備(Angew. Chem. Int. Ed.，2024)。與晶態(tài)金屬鹵化物相比，該類材料展現(xiàn)出優(yōu)異的加工性能和結構容忍性，其聚合物與發(fā)光多面體的比例不受化學計量比限制，具有廣闊的可調范圍。
在該工作中，研究團隊基于聚合物金屬鹵化物獨特的結構容忍性，在單相金屬鹵化物中整合了兩種不同的配位單元，實現(xiàn)了單一金屬多種光學活性配位構型的可控表達。通過調控聚合物陽離子的空間位阻，研究團隊在聚合物錳鹵化物中實現(xiàn)了綠色、紅色或雙色發(fā)光，其發(fā)光源于錳溴四面體向八面體的可控轉變。進一步，研究團隊將該設計策略拓展至聚合物銅鹵化物體系，利用不同銅碘多面體的寬譜自陷激子發(fā)光特性，通過組成調控、激發(fā)波長或溫度調節(jié)，實現(xiàn)了發(fā)光顏色從藍光到黃光的線性調諧，涵蓋純白光發(fā)射。該工作充分利用了金屬元素固有的配位多樣性，為金屬鹵化物的光學性質的精準調控提供了新思路。
上述工作以“Polycation Engineering in Polymeric Metal Halides Enables Tunable and Multicolor Emission from Single Transition-Metals”為題，于近日發(fā)表在《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)上，該工作的第一作者為中國科學院大連化學物理研究所1121組博士后李順順。上述工作得到國家自然科學基金、中國科學院B類先導專項“基于極紫外光源的化學反應過渡態(tài)精準探測”、中央高校基本科研業(yè)務費專項資金、中國科學院大連化學物理研究所創(chuàng)新基金等項目的資助。
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