格罗宁根大学 宽场光致发光显微照片(230_175微米)显示了一些钙钛矿薄片如何在其整个区域呈现亮绿色(左图)，而其他薄片显示了明显的红移发射(右图)
学分:格罗宁根大学洛伊实验室 一些由钙钛矿(一类光电子材料)制成的发光二极管发射宽波长范围的光
格罗宁根大学的科学家们现在已经表明，在某些情况下，对这一现象的解释是不正确的
他们的新解释应该有助于科学家设计能够大范围发光的钙钛矿发光二极管
这项研究发表在5月11日的《自然通讯》杂志上
低维(2-D或1-D)钙钛矿发射窄光谱范围的光，因此被用于制造高色纯度的发光二极管
然而，在某些情况下，研究人员注意到在窄光谱以下的能级上有宽的发射光谱
这引起了人们极大的兴趣，因为与目前的工艺相比，它可以更容易地用于生产白光发光二极管
然而，为了设计用于特定目的的钙钛矿，有必要理解为什么一些钙钛矿产生宽光谱发射而另一些发射窄光谱
量子限制 钙钛矿是一组多用途的材料，具有被称为钙钛矿结构的独特晶体结构
在理想的立方晶胞中，阴离子围绕中心阳离子形成八面体，而立方的角则被其他更大的阳离子占据
不同的离子可以用来制造不同的钙钛矿
在杂化钙钛矿中，阳离子是不同大小的有机分子
当尺寸超过一定尺寸时，结构变成二维或层状
由此产生的量子限制对材料的物理性质，特别是光学性质有很大的影响
排放 “文献中有许多报道，除了这些低维系统的窄发射外，还有一个宽的低能谱
这被认为是这种材料的内在属性，”格罗宁根大学光物理和光电子学教授玛丽亚·洛伊说
此前，研究人员认为八面体原子的振动可以“捕获”处于自陷激子或自陷激发态的激发态，从而产生广谱光致发光，尤其是在这些二维系统和八面体相互隔离(零维)的系统中
然而，在卢伊所做的观察似乎与这一理论相矛盾，她的团队的博士后研究员西蒙·卡曼说
“我们的一名学生研究了基于碘化铅的二维钙钛矿单晶，发现一些晶体发出绿光，另一些发出红光
如果红光发射是这种材料的内在属性，这不是你所期望的
" 颜色 研究小组提出这些钙钛矿中的缺陷可以改变发射光的颜色，
因此，他们决定用一个特别的实验来测试主流的解释
洛伊说，“在公认的理论解释中，激发应该大于带隙，以产生宽发射
“带隙是价带顶部和导带底部之间的能量差
他们使用不同颜色的激光，也就是不同能量的激光，研究晶体的发射
“我们注意到，当我们使用带隙能量以下的光子时，仍然会出现宽发射，”洛伊说
“根据主流解释，这不应该发生
" 他们的解释是带隙内能级的缺陷状态控制着晶体的宽发射和大的颜色变化
“我们认为这是晶体中的化学缺陷，可能与碘化物有关，导致带隙内的状态，”卡曼说
因此，宽的发射不是材料的固有属性，而是由外部效应引起的
卡门:“在这一点上，我们不能完全排除这是碘化铅钙钛矿的一个怪癖，但它可能是低维钙钛矿的一个普遍特性
“这个发现有深远的影响，”洛伊解释说
“如果我们想预测出新的更好的能广泛发光的化合物，我们需要了解这种发光的来源
我们不应该被这条变色龙所欺骗
" 就在10年前，一类材料成为科学研究的焦点
这些材料可以把光转化为电，或者把电转化为光:混合钙钛矿
这些可以用于太阳能电池，光或x光探测器，但它们也可以用作发光二极管
一些钙钛矿发射窄波段的光，而另一些则产生可用于产生白光的宽带发射
格罗宁根大学的科学家们现在已经表明，二维碘化铅钙钛矿的广泛发射不是这种材料的固有特性
这意味着它效率不高
这意味着对这类材料的光学研究应谨慎解读
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