近日，中科院大連化學物理研究所研究員金盛燁團隊在正二價錳離子摻雜的單一鈣鈦礦微晶中，通過改變激發條件，成功實現了持續、可逆、寬范圍、高穩定性的發光顏色調控，發現錳離子摻雜鈣鈦礦單晶熒光動力學調控機理。研究成果發表在《美國化學會志》上。

鈣鈦礦材料因其相對穩定的理化性質、較高的熒光量子產率和持續可調的半導體能帶結構等優點，在發光器件等領域表現出極大的發展潛力。此前，關于鈣鈦礦材料發光顏色調控的研究，重要集中于控制納米晶生長尺寸以及調整材料鹵素離子的種類和相比較例上。然而，在這些材料中，熒光發射波長與其結構組成一一對應，如需對發光顏色加以調節，則要改變材料的化學組成，或要同時使用多種材料實現發光顏色的調控，給實際應用帶來不便。

研究人員首次報道了正二價錳離子摻雜單一鈣鈦礦的微晶，通過內部能量轉移過程，實現了激子(藍色)和正二價錳離子(橙色)的雙波長熒光發射。此外，利用時間分辨光譜和溫度依賴性實驗，證實了正二價錳離子在摻雜單一鈣鈦礦微晶中，激子向正二價錳離子的能量轉移是通過一些淺缺陷態作為媒介實現的，在高激發功率下正二價錳離子熒光強度的飽和來源于這些缺陷態的飽和。該材料在空氣中表現出了較高的光穩定性，可實現超過14小時、300次以上的持續可逆光譜調節操作。

考慮到其顏色持續、可逆、寬范圍調控的發光特性和光穩定性，正二價錳離子摻雜單一鈣鈦礦微晶有望在微納發光器件中得以應用。

相關論文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.9b09143