近日，河北大学物理学院发光与显示课题组在无机金属卤化物的多自陷激子发光调控方面取得重要进展，相关工作“Excitation-Mode-Selective Emission through Multiexcitonic States in a Double Perovskite Single Crystal”以河北大学为第一单位发表在国际光学领域顶级期刊《Light:Science & Application》（2025,14, 21, IF = 20.6）。索浩博士为该论文的第一兼通讯作者，硕士研究生王楠和张宇为共同第一作者，西北大学郭崇峰教授和香港城市大学王锋教授为共同通讯作者。
近年来，全无机金属卤化物钙钛矿作为新一代发光材料，因其独特的“主-客体”结构、溶液可加工性以及可调谐的光致发光特性，在照明显示、辐射探测、先进传感等领域展现出广阔的应用前景。这类低维金属卤化物的发光主要源于自陷激子复合，通常具有宽带发射、较大的斯托克斯位移以及较小的自吸收等特点。然而，针对无机金属卤化物晶体在X射线和机械力刺激下多激子发射调控的研究相对滞后。因此，亟待拓展无机金属卤化物钙钛矿在多重激励/刺激通道下的光学特性，以满足其在实际应用中的多样化需求。为此，本文采用具有全无机卤化物双钙钛矿单晶作为研究对象，通过单一锑离子掺杂实现了可由紫外光、X射线以及机械力选择性激发的多重激子发射。得益于较小的能量串扰和散射效应，在双钙钛矿透明晶体中实现了源于多自陷激子态的量子产率接近100%的光致发光、小时级别长余辉发射以及可重复的高效力致发光。此外，本文不仅在实验上明确了稀土基双钙钛矿基质中的蓝色发射主要来源于原料中存在的锑离子杂质，也在单一组分无机卤化物中实现了从紫外C至近红外范围的力致发光调控，涵盖了4f-4f、5d-4f、3d-3d及激子复合等多种发光机制。该工作不仅为低维金属卤化物钙钛矿的研究提供了创新范例，也拓展了其在新型多级数据加密与一体化认证技术的应用前景。
以上工作得到了国家自然科学基金面上项目、中央引导地方科技发展资金基础专项、香江学者计划、河北大学生命科学与绿色发展研究院青年拔尖人才培养项目等经费的资助。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41377-024-01689-7
