Avances en el control estructural, propiedades ópticas y aplicaciones de dispositivos fotónicos de materiales de halogenuro de cobre (I)

ZHANG Songting ,  

WU Puyang ,  

ZHU Peichao ,  

HE Shuaiqi ,  

MA Qianhao ,  

LIU Xiaoyun ,  

WU Zhaoxin ,  

YUAN Fang ,  

摘要

Los materiales de halogenuro de cobre (I), como una nueva clase de materiales fotónicos sin plomo, han atraído mucha atención en el campo de dispositivos fotónicos durante los últimos años debido a sus propiedades físicoquímicas únicas, su diversidad estructural y su excelente rendimiento fotónico. En este artículo, se presenta una revisión sistemática de los avances más recientes en la investigación de materiales de halogenuro de cobre (I), que profundiza en sus propiedades electrónicas, ópticas y estrategias de síntesis controlada desde el diseño estructural del cristal. Se ha descubierto que los materiales de halogenuro de cobre (I), mediante el control estructural (como la selección de iones A y la optimización de la composición de halógenos), no solo heredan la alta eficiencia cuántica de fluorescencia y la sintonización espectral de los perovskitas de plomo, sino que también mejoran significativamente la estabilidad y la adaptabilidad ambiental del material, lo que resuelve efectivamente los problemas de toxicidad e inestabilidad de los materiales de perovskita de plomo. En general, se considera que sus propiedades de emisión de banda ancha provienen del mecanismo de emisión de excitones autolocalizados, demostrando un gran desplazamiento de Stokes, una larga vida útil de emisión y una fuerte acoplamiento excitón-fonón. Este artículo presenta las técnicas de síntesis de sus monocristales, nanocristales y películas delgadas, y resume los avances de este material en el campo de dispositivos fotónicos, como LEDs, detectores fotónicos, centelleadores de rayos X, etc. Por ejemplo, la eficiencia cuántica externa de un LED verde basado en materiales de halogenuro de cobre (I) ha superado el 13%, un detector fotónico de luz ultravioleta profunda basado en una película delgada de Cs3Cu2I5 ha logrado una alta sensibilidad de 17.8 A W-1, y el rendimiento luminoso del centelleador Cs3Cu2I5 alcanza los 79279 fotones/MeV. En el futuro, mediante el control preciso de las dimensiones del material, la optimización del diseño de la interfaz del dispositivo y la exploración de nuevos escenarios de aplicación, los materiales de halogenuro de cobre (I) tienen el potencial de promover el desarrollo de dispositivos fotónicos hacia la dirección de alta eficiencia, protección del medio ambiente y multifuncionalidad.

关键词

Materiales de halogenuro de cobre (I); Control estructural; Emisión de excitones autolocalizados; Dispositivos fotónicos; Materiales sin plomo

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