我院陈大钦教授团队在稀土掺杂无铅双钙钛矿材料方向取得重要进展，研究成果以《Compact ultra-broadband light-emitting diodes based on lanthanide doped lead-free double perovskites》为题发表于学术期刊《Light: Science & Applications》（IF=17.781,物理一区）。我院研究生金世林为第一作者，中国科学院福建物质结构研究所李仁富工程师、陈学元研究员以及福建师范大学陈大钦教授为本文共同通讯作者。研究工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金面上项目和福建省自然科学重点基金等多方资助。
论文简介如下：
超宽带光源在光学、医疗、大容量光数据通信、超精密计量和光谱学等光电子领域中具有重要的应用价值。稀土离子掺杂能有效拓宽无机材料的发射光谱，如目前广泛使用的EDFA、PDFA和TDFA光纤放大器。然而，稀土离子的宇称禁戒4f-4f电子跃迁导致其吸收和发射强度均较弱，为了解决该问题，通过半导体敏化稀土发射是一种有效的解决方案。作为一类新型的绿色材料，CsAgInCl6无铅双钙钛矿（DPs）因其具有优异的光学性能和长期稳定性而备受关注；同时，DPs材料易容纳一价和三价离子掺杂。因此，若能将稀土发光中心成功掺杂进入DPs中，结合DPs材料的可见光区宽带自陷激子发射和稀土离子4f-4f可见-近红外发射，可望获得一类新型的超宽带发射材料。
在本工作中，研究团队实现了整族稀土离子(Ln3+)掺杂于Cs2Ag(Bi/In)Cl6 双钙钛矿晶格中。在Nd、Yb、Er和Tm的多重掺杂下产生~360 nm半高宽的可见-近红外超宽带连续发射光谱。其中，本征自陷激子发射和Ln3+发射来自不同的能量传递渠道，前者是源于带边到STE态的能量传递，后者归因于Bi3+ 6s16p1态到Ln3+多重态的能量传递。为避免多稀土掺杂导致的发光猝灭，将不同稀土掺杂双钙钛矿材料与低熔点无机玻璃共烧，形成单一宽带发射荧光体（DiG）。相比多稀土掺杂双钙钛矿材料，这种异质复相结构策略使其发光量子效率提升3倍。将DiG与商用紫外芯片耦合构筑一类可从可见到近红外连续发射的超宽带u-LED光源，并展示其在无损光谱分析和多功能照明等方面的应用。
官网链接：https://www.nature.com/articles/s41377-022-00739-2