无机化学学报2024,Vol.40Issue(6) :1114-1122.DOI:10.11862/CJIC.20230473

Mn2+掺杂准二维钙钛矿(PEA)2PbyMn1-yBr4的制备及其电致发光性能

Synthesis and electroluminescence properties of Mn2+doped quasi-two-dimensional perovskites(PEA)2PbyMn1-yBr4

贾凡 许文宝 刘方彬 张海华 付红兵
无机化学学报2024,Vol.40Issue(6) :1114-1122.DOI:10.11862/CJIC.20230473

Mn2+掺杂准二维钙钛矿(PEA)2PbyMn1-yBr4的制备及其电致发光性能

Synthesis and electroluminescence properties of Mn2+doped quasi-two-dimensional perovskites(PEA)2PbyMn1-yBr4

贾凡 1许文宝 2刘方彬 1张海华 2付红兵3
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作者信息

  • 1. 长春理工大学化学与环境工程学院,长春 130000
  • 2. 天津大学分子+研究院,化学化工协同创新中心(天津),天津 300072
  • 3. 天津大学分子+研究院,化学化工协同创新中心(天津),天津 300072;首都师范大学化学系,光功能材料与器件北京市重点实验室,北京 100048
  • 折叠

摘要

制备了具有高荧光量子产率(photoluminescence quantum yield,PLQY)的Mn2+掺杂准二维钙钛矿(PEA)2PbyMn1-yBr4(PEA为苯乙胺,y为Pb2+占Mn2+和Pb2+总含量的物质的量分数)薄膜.宽带隙的(PEA)2PbBr4作为给体,掺杂杂质Mn2+作为受体,构筑了双发射的激发态传递系统.通过调控Mn2+掺杂的不同比例对(PEA)2Pb,Mn1-yBr4的发光性能和薄膜形貌的影响,发现当前驱体溶液中Mn2+与Pb2+的物质的量之比为1∶4时,薄膜有着最高的PLQY和最低的表面粗糙度.利用飞秒瞬态吸收(transient absorption,TA)光谱,追踪其动力学过程,发现主客体之间的激发态传递是通过电荷转移来实现的.为了研究材料的电致发光特性,我们将(PEA)2PbyMn1-yBr4作为活性层,加工得到了发光二极管(light emitting diodes,LEDs).在室温下,器件发出明亮的橙色,其最高的发光强度为 0.21 cd·m-2,外量子效率(external quantum efficiency,EQE)为 0.002 5%.

Abstract

Mn2+-doped quasi-two-dimensional perovskite(PEA)2PbyMn1-yBr4(PEA is phenylethylamine,y is the frac-tion of Pb2+in the total content of Mn2+and Pb2+)thin films were prepared successfully with high photoluminescence quantum yield(PLQY).It constructed a dual-emissive excited state transfer system,while(PEA)2PbBr4 and impurity Mn2+respectively act as the donor and acceptor.Mn2+incorporation improved the luminescence properties and film morphologies.Using the femtosecond transient absorption(TA)measurement,we demonstrated the charge transfer processes between the host and the guest.To study the electroluminescence properties,(PEA)2PbyMn1-yBr4 film was employed as the active layer to fabricate LED(light emitting diodes,LEDs)devices.The(PEA)2PbyMn1-yBr4 LED device emitted a bright orange color,which demonstrated a maximum luminous intensity of 0.21 cd·m-2 with an external quantum efficiency(EQE)of 0.002 5%.

关键词

金属卤化物钙钛矿/掺杂/电荷转移/发光材料/电致发光

Key words

metal halide perovskite/doping/charge transfer/luminescence material/electroluminescence

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基金项目

国家自然科学基金(22275135)

国家自然科学基金(52002269)

天津市自然科学基金(22JCQNJC01180)

科技部重点研发计划(2017YFA0204503)

中央高校基本科研业务费专项()

出版年

2024
无机化学学报
中国化学会

无机化学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.665
ISSN:1001-4861
参考文献量30
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