近日,大連化學(xué)物理研究所化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究室光電材料動(dòng)力學(xué)研究組(1121組)吳凱豐研究員與程鵬飛副研究員團(tuán)隊(duì)在金屬鹵化物發(fā)光材料研究中取得新進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)將聚合物陽離子與金屬鹵化物單元相結(jié)合,提出聚合物金屬鹵化物的概念,該類材料兼具金屬鹵化物出色的光學(xué)性質(zhì)和聚合物優(yōu)異的加工性能。
金屬鹵化物是一類光電性質(zhì)優(yōu)異的半導(dǎo)體材料,在太陽能電池、顯示和照明等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而,目前報(bào)道的幾乎所有金屬鹵化物,包括全無機(jī)類和有機(jī)-無機(jī)雜化類金屬鹵化物都是結(jié)晶材料,加工性和可塑性較差,限制了它們的使用場景。將制備好的金屬鹵化物納米晶或粉末分散到聚合物基質(zhì)中形成復(fù)合材料,可以在一定程度上改善其加工性能,但仍面臨著金屬鹵化物分散不均勻、團(tuán)聚、光學(xué)性質(zhì)差等問題。
本工作中,團(tuán)隊(duì)將聚合物陽離子直接引入到銻基金屬鹵化物中作為A位陽離子,以替代傳統(tǒng)的無機(jī)或有機(jī)小陽離子,設(shè)計(jì)出一系列具有明亮橙黃光發(fā)射的銻基聚合物金屬鹵化物材料,其發(fā)光源于無機(jī)銻氯八面體中的自陷態(tài)激子。聚合物鏈的引入賦予了聚合物金屬鹵化物優(yōu)異的加工性能,可以通過注塑的方式將其加工成各種形狀,甚至可通過簡單的拉伸方法將材料紡成細(xì)絲。水溶性的聚合物金屬鹵化物還可用于防偽熒光油墨等領(lǐng)域。此外,基于這一概念團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了具有可調(diào)光學(xué)性質(zhì)的錳基和銅基聚合物金屬鹵化物材料。該工作將高分子化學(xué)與無機(jī)化學(xué)以“自下而上”的方式交叉融合,為金屬鹵化物材料的發(fā)展提供了新的思路。
上述工作以“Polymeric Metal Halides with Bright Luminescence and Versatile Processability”為題,于近日發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上,該工作的第一作者為我所與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生李順順。上述工作得到國家自然科學(xué)基金、遼寧省自然科學(xué)基金、新基石科學(xué)基金會(huì)科學(xué)探索獎(jiǎng)、我所創(chuàng)新基金等項(xiàng)目的資助。(文/圖 李順順、程鵬飛)