編輯推薦：低維混合金屬鹵化物通常具有窄帶激發特徵，只能被紫外線輻射激發。本文作者報道了熒光量子產率近100%的零維Cu（I）基有機金屬鹵化物，其激發帶覆蓋了300-500nm的超寬範圍。
低維雜化金屬鹵化物具有寬頻帶發射和高光致發光量子產率（PLQY），是照明領域新一代發光材料的優秀候選材料。然而，大多數發光金屬鹵化物只能被紫外輻射激發，因此發現具有寬頻帶激發特性的高效發光體，特別是在高效藍光照射下，仍是一個挑戰。
在此，華南理工大學的夏志國教授課題組製備了一種零維Cu（I）基有機金屬鹵化物（18-crown-6）2Na2（H2O）3Cu4I6（CNCI），其綠光發射帶以536 nm為中心，
在450 nm激發時PLQY接近100%。重要的是，在CNCI中觀察到了覆蓋300-500 nm範圍的超寬激發帶，並詳細討論了發光機制
。製造了具有156 lm/W的高發光效率和89。6的高顯色指數的白光發光二極體（WLEDs）。該工作為設計具有合適激發特性的高效能發光金屬鹵化物提供了指導，也促進了此類材料在WLEDs領域的應用前景。相關論文以題為“Ultra-Broad-Band-Excitable Cu（I）-Based Organometallic Halide with Near-Unity Emission for Light-Emitting Diode Applications”發表在Chem。 Mater。期刊上。
論文連結：
https：//pubs。acs。org/doi/abs/10。1021/acs。chemmater。1c00085
白光發光二極體（WLEDs）具有電源電壓低、能耗低、穩定性高、響應時間短、對環境無汙染、發光多色等優點，徹底改變了現代照明光源。在此，藍色LED晶片的利用因其高效率和低成本在WLEDs的製造中發揮著重要作用。因此，發現可被藍光高效泵浦的稀土熒光粉以外的新型發光材料，如Y3Al5O12：Ce3+，是一個熱門話題。作為新興的發光材料家族，分子級低維金屬鹵化物鈣鈦礦由於其令人印象深刻的結構多樣性、優異的光學效能以及在LEDs、太陽能電池和光電探測器領域的巨大應用前景，近年來受到越來越多的關注。
考慮到WLEDs多色發射器的探索，設計具有適當峰值頻寬、高光致發光量子產率（PLQY）和優異穩定性的金屬鹵化物中的優質黃綠光發光材料以滿足工業應用需求至關重要。迄今為止，大多數報道的可被藍光激發的高效黃綠光發光金屬鹵化物材料都集中在基於Mn（II）的化合物中。然而，Mn（II）基金屬鹵化物通常對溼氣和熱的穩定性較差，尤其是典型的d-d過渡發射模式難以調節。尋找具有超寬頻可激發特性的金屬鹵化物發射體是一項挑戰。
銅（Cu）基功能材料由於其地球含量豐富、低毒、低成本等優點，成為形成銅（I）基金屬鹵化物的合適選擇。最近，Hosono及其同事首次報道了具有高效藍光發射的Cs3Cu2I5，從而引發了對基於Cu（I）的金屬鹵化物發光材料的探索。然而，儘管有高效的藍/綠光發射，但報道的全無機Cu+基金屬鹵化物的次優激發峰位置（~300 nm）極大地限制了它們的進一步商業應用。此外，有機-無機雜化金屬鹵化物是一個有趣的功能材料家族，具有令人印象深刻的結構多樣性和巨大的應用前景。與無機固體不同，有機-無機雜化金屬鹵化物使我們能夠透過選擇合適的有機成分來人為地設計無機晶格的連通性。例如，Li等人報道了一種具有一維團簇的無鉛Cu（I）基有機-無機鈣鈦礦相關材料［K（C8H16O4）2］2［Cu4I6］，其具有近100%的PLQY（∼97。8%）。然而，光致發光激發（PLE）光譜顯示藍光仍未位於最佳激發區域。
圖1。 （a）（18-crown-6）2Na2（H2O）32+離子的詳細檢視。每個Na離子由一個18-crown-6有機配體和兩個放置在兩極的H2O分子配位形成一個塊。兩個這樣的塊透過H2O橋分子相互連線，該分子在兩個位點上是無序的。無序的H2O分子被描繪成沒有H原子，因為它們不是區域性的。（b）Cu4I62−多面體單元的詳細檢視。四個Cu+離子在結構中的八個位點上是無序的；因此，它們僅以50%的機率佔據站點。（c） （18-crown-6）2Na2（H2O）3Cu4I6的晶體結構沿a軸觀察以顯示具有孤立Cu4I62−單元的0D特徵。
圖2。 （a）在日光（上）和450 nm藍光（下）下生長的CNCI單晶的光學照片。（b） CNCI晶體在室溫下的PL（λex= 450 nm）和PLE（λem= 536 nm）光譜。（c） CNCI晶體在室溫下的激發波長相關PL光譜。（d） CNCI晶體的吸收光譜；插圖顯示了CNCI晶體的漫反射光譜。CNCI晶體的激發（e）和發射（f）波長相關的PL和PLE光譜。
圖3。 （a） CNCI晶體在450 nm激發下的溫度相關PL光譜。（b） CNCI晶體的溫度和激發波長相關PL光譜。（c， d） CNCI晶體在室溫下不同激發和監測波長下的衰減曲線。
圖4。 CNCI （a）在低溫（LT， 15 K）和（b）在高溫（HT， 298 K）的連續PL/PLE相關圖。（c） LT和（d） HT處的發射機制示意圖。
圖5。 （a） WLEDs器件封裝的3D列印流程圖和詳細製造工藝，該器件包含GaN藍光LED晶片、發紅光的KSF：Mn4+和發綠光的CNCI晶片。（b） CNCI晶體在168小時老化時間內的隨時間變化的PL強度。（c）由20 mA電流驅動的製造WLEDs器件的PL發射光譜。（d）使用3D打印製造的LEDs器件的藍光穩定性與使用傳統方法制造的LEDs的藍光穩定性的比較。
總之，作者報道了一種基於零維Cu（I）的有機金屬鹵化物（18-crown-6）2Na2（H2O）3Cu4I6，其具有近100%的綠光發射。覆蓋300-500 nm範圍的超寬激發帶以及出色的化學和水分穩定性使CNCI晶體非常適合固態照明應用。有效的綠光發射帶以536 nm為中心，在低能區有一條尾巴，被證明是對應於兩種不同能態的雙發光。MLCT/HLCT激發態在536 nm處產生高能發射，簇中心激發態在700 nm處產生低能發射。用3D列印機制造的高效能LEDs器件在固態照明中顯示出巨大的潛力。該工作提供了具有超寬頻可激發特性的新型低維發光金屬鹵化物的設計原理，並展示了WLEDs領域的潛力。（文：無計）
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