近日，我院量子材料与量子能源课题组在高压调控一维卤化物双钙钛矿发光性能研究中取得重要进展，通过高压手段成功实现了一维卤化物双钙钛矿锑离子（Sb³⁺）掺杂TMA₂NaInCl₆的多阶段发射调制,并显著提升其发光强度。相关成果以“Pressure-Induced Multi-Stage Emission Modulation with Remarkably Enhanced Luminescence in 1DHalide Double Perovskite Sb³⁺-Doped TMA₂NaInCl₆”为题,发表在国际知名物理类期刊《Laser & Photonics Reviews》上。论文第一作者为我院硕士研究生王文欣，通讯作者为我院王玲瑞研究员、郭海中教授、广西大学曾若生教授、以及南洋理工大学申泽骧教授，郑州大学为第一单位。

无铅双钙钛矿因其无毒、环境又好等优势，在光伏与光电领域展现出良好的应用前景。然而，该类材料普遍存在发光效率低等问题，严重制约了其在发光期间的进一步应用。金属离子掺杂是提升发光性能的有效策略，但传统掺杂方法对发光效率的提升存在明显局限。如何在掺杂基础上进一步抑制非辐射复合、充分释放材料发光潜力，是该领域面临的关键科学问题。

课题组采用“离子掺杂+高压调控”的协同策略，对一维双钙钛矿Sb³⁺:TMA₂NaInCl₆的光物理性质进行精准调控。研究发现，Sb³⁺掺杂诱导轻微的晶格畸变，使原本不发光的无铅钙钛矿TMA₂NaInCl₆转化为弱黄光发射的材料，其发光Sb³⁺从三重态³P₁到基态¹S₀的辐射复合过程。在此基础上，进一步引入高压调控手段,对Sb³⁺:TMA₂NaInCl₆的发光性能进行调控。该材料在高压下表现出独特的多阶段发光演化：随着压力升高，其发光强度先增强后减弱;在发生压力诱导结构相变后，再次出现显著增强。在整个加压过程中，由于压力引起的结构调控促进了辐射复合并抑制了非辐射损耗，材料的发射强度与相对光致发光量子产率（RPLQY）始终高于常压条件下的基准值。具体而言，在8.9 GPa压力下，发射强度达到常压状态的5.3倍；而在25.1 GPa时，RPLQY更实现了27.4倍的显著提升。

本研究不仅深化了对离子掺杂无铅双钙钛矿发光机制的理解，也为在外部刺激条件下设计具有更高发光强度、更宽光谱可调范围和更优量子产率的金属卤化物发光材料提供了重要的理论依据。

图1.Sb³⁺:TMA₂NaInCl₆在高压下的相变、荧光颜色演变与多阶段发光增强行为

本工作由郑州大学物理学院量子材料与量子能源课题组主导完成，合作单位包括广西大学、聊城大学及新加坡南洋理工大学，得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、河南省自然科学基金及河南省科技创新领军人才计划等项目的资助支持。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202502683