无铅双钙钛矿中Sb3+/Mn2+/Yb3+共掺杂实现多模式发光与近红外发射的突破性研究

本文系统研究了Sb3+/Mn2+/Yb3+共掺杂Cs2Na0.8Ag0.2Sc0.98Bi0.02Cl6双钙钛矿（DPs），通过多离子协同策略实现超宽带白光发射（半峰宽245 nm，显色指数CRI 95.29）和高效近红外（NIR）发射（950 nm），兼具温度与激发依赖性发光特性，在健康照明、防伪加密和夜视设备等领域展现巨大应用潜力。

Section snippets

Synthesis of Sb³⁺/Mn²⁺/Yb³⁺ co-doped CNASBC crystals

采用水热法合成共掺杂晶体：将CsCl、NaCl、AgCl、Bi₂O₃、Sb₂O₃、MnCl₂及不同比例的Yb₂O₃与Sc₂O₃置于不锈钢反应釜中，180℃反应30小时后自然冷却，经乙醇洗涤并70℃干燥后获得样品。

Results and discussion

晶体结构模型（图1a）显示Sb³⁺、Mn²⁺和Yb³⁺离子取代晶格中的Sc³⁺位点。XRD衍射峰与立方相Cs₂NaScCl₆标准卡片（空间群Fm-3m）完全匹配，表明样品为纯相。图1b显示掺杂后衍射峰向低角度系统偏移，证实晶格膨胀。

Conclusion

通过水热法成功合成新型共掺杂双钙钛矿，XRD验证相纯度，EDS证实元素均匀分布。吸收光谱计算带隙为3.59 eV，表明合成方法对带隙影响极小。紫外激发下发射源自Sb³⁺的蓝色发射（466 nm, ³P₁→¹S₀）、Ag⁺/Bi³⁺自陷态激子（STE_Ag/Bi）的橙黄光发射（567 nm）以及Mn²⁺的红色发射（628 nm, ⁴T₁→⁶A₁）。Yb³⁺掺杂进一步引入950 nm近红外发射（²F_5/2→²F_7/2），能量转移效率达42.1%。材料具备温度与激发依赖性发光特性，适用于多功能光电应用。