近日，课题组在智能响应型金属卤化物研究方向取得重要进展。相关成果以“Thermally-Induced Reversible Phase Transition and Luminescence Switching in Zero-Dimensional Hybrid Copper Halide Isomers for Anti-Counterfeiting and Thermo-Responsive Scintillators”为题发表在国际知名物理类期刊《Laser & Photonics Reviews》上。该论文的第一作者为连霖源研究员，通讯作者为郑州大学史志锋教授、华中科技大学张建兵教授、深圳大学张鹏教授，郑州大学物理学院为第一单位。
热致变色发光材料能够响应温度变化而改变发光颜色，在传感、防伪和信息加密等领域具有广阔的应用前景。然而，传统的热致变色发光材料往往面临发光效率低、发光切换可逆性差以及高温下发光强度骤降等瓶颈问题。零维杂化金属卤化物因其发光效率高、结构灵活多样和丰富的激发态特性，成为解决这些问题的理想候选材料之一。其中，铜基卤化物因其多样的配位构型和独特的自陷态激子发光机制，尤其受到研究者关注，但对其可逆相变与发光切换之间的内在机理仍需深入探索，以实现“小输入大输出”的智能响应光学信号。
鉴于此，本研究报道了一对新型零维有机-无机杂化铜卤化物异构体—a-和b-(ETPA)2Cu2I4，该材料在加热或冷却条件下表现出可逆的结构相变和发光颜色切换行为，在防伪技术和热响应闪烁体领域展现出巨大的应用潜力。该材料在室温下（298 K）呈现单一蓝色发光带，光致发光量子效率高达96.5%，是目前最高效的蓝光发射材料之一。当加热至343 K时，材料结构发生可逆相变，出现额外的650 nm红色发光带，整体发光变为黄色，冷却后则恢复为蓝色发光，该材料表现出优异的可逆性和稳定性。通过原位光学与结构表征，研究人员发现该现象源于[Cu2I4]2-二聚体中两个自陷态激子之间的热激活转换。高温下，激子克服能垒从高能态跃迁至低能态，引发发光颜色变化。理论计算进一步揭示了结构畸变与电子态变化之间的内在联系。基于这一特性，研究团队成功开发了多种防伪技术，通过热刺激实现信息的加密与解密。此外，该材料还表现出优异的X射线闪烁性能，光产额高达58168 photons/MeV，检测限低至193 nGy/s，成像空间分辨率接近20 lp/mm，并可实现温度可视化的双模式X射线成像，在工业无损检测和电子器件过载短路监控中具有重要应用价值。该研究不仅为开发新型热致变色发光材料提供了新思路，也推动了智能光学材料在信息加密和辐射探测等领域的实际应用。
该项工作得到了国家自然科学基金项目、河南省自然科学基金等项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202501538
