Cd2+-doped Cs2ZnCl4 Yellow-emitting Phosphor and Its Optical Properties

ZHANG Wei; ZHENG Wei; LI Lingyun; HUANG Ping; CHEN Xueyuan

doi:10.37188/CJL.20220344

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Cd²⁺-doped Cs₂ZnCl₄ Yellow-emitting Phosphor and Its Optical Properties

Invited Paper | 更新时间：2023-04-12

- Cd²⁺-doped Cs₂ZnCl₄ Yellow-emitting Phosphor and Its Optical Properties
  增强出版
- Chinese Journal of Luminescence Vol. 44, Issue 3, Pages: 518-527(2023)
- 作者机构：
  
  1.中国科学院福建物质结构研究所中国科学院功能纳米结构设计与组装重点实验室，福建省纳米材料重点实验室，福建福州　350108
  2.福州大学材料科学与工程学院先进材料技术重点实验室，福建福州　350108
  3.中国福建光电信息科学与技术创新实验室（闽都创新实验室），福建福州　350108
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U1805252;12074379;51972061);CAS/SAFEA International Partnership Program for Creative Research Teams
- DOI：10.37188/CJL.20220344
  CLC： O482.31
- Published：05 March 2023，
  
  Received：23 September 2022，
  
  Revised：10 October 2022，
- 稿件说明：
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张伟,郑伟,李凌云等.Cd²⁺掺杂Cs₂ZnCl₄黄光荧光粉及其光学性能[J].发光学报,2023,44(03):518-527.

ZHANG Wei,ZHENG Wei,LI Lingyun,et al.Cd²⁺-doped Cs₂ZnCl₄ Yellow-emitting Phosphor and Its Optical Properties[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(03):518-527.
张伟,郑伟,李凌云等.Cd²⁺掺杂Cs₂ZnCl₄黄光荧光粉及其光学性能[J].发光学报,2023,44(03):518-527. DOI： 10.37188/CJL.20220344.

ZHANG Wei,ZHENG Wei,LI Lingyun,et al.Cd²⁺-doped Cs₂ZnCl₄ Yellow-emitting Phosphor and Its Optical Properties[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(03):518-527. DOI： 10.37188/CJL.20220344.

摘要

全无机零维金属卤化物因其独特的光学性能和可溶液法加工的特点，有望成为替代铅卤钙钛矿的新一代发光材料，在固态照明和光电探测等领域发挥重要作用。本文报道了一种Cd

掺杂的Cs

ZnCl

新型黄光荧光粉。该材料在270 nm紫外光激发下，呈现565 nm的宽带、长寿命（11.4 ms）发光，荧光量子产率达到46.0%。通过变温高分辨光谱测试分析，证明了其发光来源于Cd

的

E→

禁戒跃迁，并且在低温下（

170 K）还观测到局域态激子的发光及其到Cd

的高效能量传递过程。此外，该材料还展现出优异的抗热猝灭性能，150 ℃温度下的发光强度依然保持室温时的90.0%。本工作为Cd

掺杂金属卤化物的激发态动力学提供了新发现，也为新型高效零维金属卤化物发光材料的设计开发提供了新思路。

Abstract

All-inorganic zero-dimensional （0D） metal halides， owing to their intriguing optical properties and easy solution processibility， are emerging as a new generation of luminescent materials and as an alternative to lead halide perovskites for various applications such as solid-state lighting and photodetectors. Herein， a new yellow phosphor is developed based on Cd

-doped Cs

ZnCl

， which exhibits intense broadband and long-lived （11.4 ms） photoluminescence （PL） at 565 nm upon 270 nm excitation， with a PL quantum yield up to 46.0%. Temperature-dependent PL spectroscopic analyses reveal that the broadband PL originates from the forbidden

E→

transition of Cd

. Specifically， localized exciton emission is observed at low temperatures below 170 K， in parallel with efficient energy transfer from the localized excitons to Cd

. Besides， the phosphor displays an excellent anti-thermal quenching property， remaining 90% PL intensity at 150 ℃ in comparison with that at room temperature. These findings provide not only new insights into the excited-state dynamics of Cd

in metal halides， but also a new avenue for the exploration of novel and efficient luminescent materials based on 0D metal halides.

关键词

金属卤化物Cs2ZnCl4镉掺杂光致发光激发态动力学

Keywords

metal halideCs2ZnCl4cadmium dopingphotoluminescenceexcited-state dynamics

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