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(資料圖片)

北京高壓科學(xué)研究中心研究員呂旭杰與楊文革帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，選擇一種具有獨(dú)特晶格畸變的二維鈣鈦礦材料（HA）2（GA）Pb2I7作為研究對(duì)象，利用高壓同步輻射X射線衍射等原位測(cè)試技術(shù)，對(duì)其激子產(chǎn)生、缺陷俘獲和復(fù)合的行為與發(fā)光效率之間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)研究。相關(guān)成果日前發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的升高，該材料的激子缺陷俘獲顯著減少。當(dāng)壓力達(dá)到1.6吉帕（GPa）時(shí)，激子缺陷態(tài)完全消失，熒光強(qiáng)度獲得了12倍的增幅。原位結(jié)構(gòu)表征揭示了壓力改變對(duì)晶格畸變的調(diào)控效果：晶格收縮使聲子硬化，從而降低了激子—聲子相互作用，抑制了激子缺陷態(tài)的產(chǎn)生，大幅減小非輻射復(fù)合途徑，從而提升其發(fā)光效率。

此外，該研究還首次報(bào)道了在卸壓過程中一個(gè)不可逆的奇特相變過程，并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的黃色非晶相。該黃色非晶相的帶隙會(huì)在卸壓過程中不斷增大。有趣的是，當(dāng)壓力降低到1.5 GPa時(shí)，不發(fā)光的黃色非晶相會(huì)在激光照射下逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)光的橙色相。該團(tuán)隊(duì)利用這一現(xiàn)象在金剛石對(duì)頂砧壓腔內(nèi)的樣品上激光雕刻了“HP”字樣。當(dāng)壓力完全釋放后，黃色非晶相會(huì)自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)槌壬?，其發(fā)光效率較壓力處理前的樣品提升了100%。進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)表征與光譜分析結(jié)果顯示，該相具有更高的晶體學(xué)對(duì)稱性和更少的激子缺陷態(tài)。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/anie.202001635

來源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》