近日，课题组在实现离子掺杂非铅金属卤化物高效发光方面取得进展。相关成果以“Ag Doping Triggered Electronic Structural Engineering in Halide Quadruple Perovskite Toward Near-Unity Luminescence Quantum Yield”为题发表在物理类一区期刊《Laser & Photonics Reviews》上。第一作者为2023级凝聚态物理硕士研究生赵登榜和硕士毕业生陈志鹏，通讯作者为课题组教师刘莹和史志锋教授，郑州大学物理学院为第一单位。

空位有序四重钙钛矿作为一种新兴的无铅钙钛矿体系，因其优异的稳定性和直接带隙而引起了人们广泛的研究兴趣。然而较差的发光性能限制了其在发光二极管等领域的应用。因此，亟待寻找策略开发稳定、环保且高效发光的空位有序四重钙钛矿材料。离子掺杂作为半导体材料改性的重要手段之一，在调控金属卤化物的光电性能上发挥了巨大作用。然而，掺杂离子的占位机制及其对发光动力学的影响尚不明确，需要深入研究材料的组成-结构-性能关系。

基于此，本工作通过Mn²⁺和Ag⁺共掺杂策略，实现了Cs₄CdBi₂Cl₁₂四重钙钛矿的高效发光，荧光量子产率达94.6%。在晶体结构方面，Mn²⁺离子占据Cd²⁺位点，Ag⁺离子占据Cd²⁺位点或空位。其中，Mn²⁺离子引入高效橙红光发射，来源于基质到Mn²⁺离子的能量传递过程。Ag⁺掺杂优化了能带结构，增强了激子结合能，并抑制了非辐射复合，从而显著提高发光效率。此外，Cs₄Cd_0.75Mn_0.25Bi₂Cl₁₂:1.5%Ag⁺在常温下表现出良好的相稳定性和发光稳定性，与商用蓝、绿光荧光粉封装，制备出白光发光二极管。本研究深入探讨了空位有序四重钙钛矿的组成-结构-性能关系，为设计高效无铅金属卤化物发光材料提供了参考。

该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、博士后基金的支持。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/lpor.202500645