近日，太阳成集团tyc9728王涌天教授团队成员陈冰昆副教授，开发了一种具有超宽带激发(300-500 nm)和良好稳定性黄光发射(C19H18P)2Cu4I6金属卤化物，并实现其批量制备和高效白光二极管应用(WLED)。相关成果以“Ultra Broad-Band Excitable Organic-Inorganic Copper(I) Halides: Large-Scale Synthesis, Outstanding Stability, and Highly Efficient White Light-Emitting Diodes Application”为题，发表于光学国际知名学术期刊《Advanced Optical Materials》，该论文第一作者为太阳成集团tyc9728在读博士研究生谢玲玲，北京理工大学为第一作者单位。

图1. 反溶剂法大批量制备(C19H18P)2Cu4I6制备流程示意图及相关表征

通过反溶剂法大批量制备(C19H18P)2Cu4I6微米晶，产率高达98.6%。晶胞结构显示[Cu4I6]2-多面体被大的有机阳离子[C19H18P]+隔离开，形成典型的具有较强空间限域效应的零维电子结构，其微观形貌为棒状结构。

图2. (C19H18P)2Cu4I6的发光性能表征及DFT理论计算

(C19H18P)2Cu4I6具有超宽激发光谱，横跨300-500 nm，在365 nm紫外光激发下为黄光发射。其荧光光谱由不明显的双峰构成，半峰宽为180 nm，PLQY高达87.4%。光学性质与理论计算结果相结合，证实其发光来源于金属-配体电荷转移(MLCT)或卤素-配体电荷转移(HLCT)激发态和簇中心(CC)激发态的协同作用。

图3. (C19H18P)2Cu4I6的变温荧光光谱及发光机理示意图

温度依赖的发射光谱表明，随着温度的降低，(C19H18P)2Cu4I6在540 nm和640 nm (80 K)处显示明显双峰。其发光机理为：在高能光激发下，[Cu4I6]2-多面体的电子直接从基态跃迁到激发态，形成自由激子；接着大多数自由激子弛豫到MLCT/HLCT态，从而产生高能发射带。进而，部分自由激子弛豫到相对较低的CC态，导致低能发射带的形成。

图4. (C19H18P)2Cu4I6水、热和空气稳定性测试

(C19H18P)2Cu4I6在水、乙酸乙酯和异丙醇中储存30天后，仍可保持高效黄光发射，其PLQY分别为84.3%，87.9%和80.7%。同时(C19H18P)2Cu4I6粉末具有高的热分解温度(＞350 ℃)和良好的空气稳定性(＞60天)。

图5. 不同波段LED芯片激发下，基于(C19H18P)2Cu4I6粉末的的白光LED

使用商用450 nm蓝光LED芯片成功制备了基于(C19H18P)2Cu4I6单组分WLED，其显色指数为86.7，发光效率高达90 lm W-1，这是基于单组分OICH WLED的最高值。同时还采用400 nm、365 nm和310 nm LED芯片作为激发源实现了多组分WLEDs器件的制备。上述WLEDs在不同驱动电流下都表现出卓越的色稳定性。

综上所述，该工作采用简单、绿色的一步反溶剂法大批量制备了(C19H18P)2Cu4I6微米晶，产率接近1；然后深入研究其发光机理和稳定性；最后探索了其在蓝光和紫外光泵浦WLEDs中的应用潜力。这项工作促进了有机无机杂化铜基金属卤化物在照明和荧光发光领域的应用进程。

附作者简介：

谢玲玲(第一作者)，女，太阳成集团tyc9728在读博士研究生，主要从事金属卤化物发光材料及其应用研究，以第一作者和合作作者共发表SCI论文6篇。2018年获得第四届中国“互联网+”创新创业大赛北京市三等奖；2018及2019连续两年获得“北京理工大学优秀研究生”称号；2020年分别获得“北京理工大学2020届优秀毕业生”和“北京市2020届夏季优秀毕业生”称号；2023年5月参加“第九届全国掺杂纳米材料发光性质学术会议”；多次获得北京理工大学研究生一等学业奖学金和二等学业奖学金。

陈冰昆(通讯作者)，男，太阳成集团tyc9728，长聘副教授，博士生导师。主要从事光电功能材料及其在发光、显示、探测等领域应用研究工作。2013年在北京理工大学取得博士学位。入选2014年度“香江学者”研究计划，于2014-2016年在香港城市大学功能光子学研究中心开展为期两年的博士后研究。发表SCI论文40余篇，他引2200余次，单篇最高引用超400次。目前担任光学、纳米、材料领域多个国际知名期刊同行评阅人，MRL期刊青年编委等职务。获得2018年北京市科学技术奖二等奖(7/13)、北京理工大学优秀共产党员称号、优秀“三全育人”导师等荣誉。

原文信息及链接：

Lingling Xie, Zheng Liu, Henan Yang, Kunlin Chen, Ning Lv, Huihui Pi, Xiyao Chen, Xitao Li, Zhe Liu, Siyi Li, Zhenguang Wang, Yongtian Wang, and Bingkun Chen*. Ultra Broad-Band Excitable Organic-Inorganic Copper(I) Halides: Large-Scale Synthesis, Outstanding Stability, and Highly Efficient White Light-Emitting Diodes Application. Adv. Optical. Mater. 2024, 2401050.

网址链接：https://doi.org/10.1002/adom.202401050