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空间科学与物理学院本科生在“Phys. Chem. Chem. Phys.”期刊发表封面亮点文章

发布日期:2020年04月21日 10:32 点击次数:

[本站讯]近日,空间科学与物理学院2016级本科生吴文挑以第一作者在“Phys. Chem. Chem. Phys.”期刊上发表封面亮点文章《Investigation of the Mn dopant-enhanced photoluminescence performance of lead-free Cs2AgInCl6 double perovskite crystals》,本文通讯作者为空间科学与物理学院教师吕英波,山东大学为唯一完成单位。Phys. Chem. Chem. Phys.期刊影响因子为3.567,是JCR一区期刊。

在能源和环境问题广受关注的今天,新型光电材料的重要性日益凸显,比如太阳能电池可实现清洁发电,LED可提高能量利用效率等。在这些领域中,与钙钛矿材料有关的研究正方兴未艾,其中的双钙钛矿材料无毒且稳定性较高,因此逐渐在太阳能电池、发光二极管等领域崭露头角。吴文挑所发文章研究了Mn掺杂Cs2AgInCl6双钙钛矿材料的发光性能,通过第一性原理模拟分析了Mn杂质对双钙钛矿几何结构的影响;结合电荷平衡和局域晶格应变,讨论了Mn杂质在双钙钛矿晶格中的分布和它们对晶格的改变。从电子结构的角度来看,Mn杂质并未令Cs2AgInCl6双钙钛矿材料的禁带宽度产生较大的改变,但是它在禁带中产生了两条源于3d轨道的杂质能带,分别对应于Mn2+离子的第一激发态(4T1)和基态(6A1)。正是这两条能带之间的跃迁(即d-d跃迁),使得Cs2AgInCl6双钙钛矿材料产生了低于禁带宽度的光致发光谱峰(632nm)。Cs2AgInCl6材料的能带虽为直接带隙,但在Γ点(CBM和VBM处)具有相同的宇称,所以光学跃迁禁止,这导致其带-带直接辐射复合发光的量子效率很低(只有1.6%)。但是Mn杂质在Cs2AgInCl6材料中引入的d-d跃迁则不受宇称跃迁禁止的影响,因此这种跃迁的量子产率有较大幅度的提高,可达16%。本文解释了Mn增强Cs2AgInCl6材料发光性能的内在机理,能够对其在LED领域的应用起到积极的促进作用。

空间科学与物理学院十分重视本科生的创新能力培养,积极推动科研立项活动和本科生导师制,建立了科教融合、相互促进的协同培养机制,鼓励学生参加教师的科研团队,为本科生参与科研创造条件,以高水平科学研究支撑高质量本科人才培养。依托各类实践平台和实训基地,搭建学生科学实践和创新创业平台,增强学生创新精神和科研能力。积极组织学生参与各类科技创新竞赛项目,如挑战杯、物理科技创新大赛等,以赛促学,全面提升学生的个人素质,在创新人才培养方面不断取得突破。吴文挑同学自从大一入学以来,得益于学院大力实施的本科生导师制、科研立项和科研助理等措施,他很早就进入实验室,跟随指导老师进行科技创新和科学研究工作。在从事科研工作的过程中,他勤于思考、刻苦钻研,获得过各类省部级竞赛奖项。

本论文的研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、威海市重点实验室和山东大学(威海)超级计算中心的支持。

论文链接:Investigation of the Mn dopant-enhanced photoluminescence performance of lead-free Cs2AgInCl6 double perovskite crystals


【供稿单位:威海校区宣传部    作者:孔文    摄影:资料         编辑:新闻网工作室    责任编辑:王莉莉  】

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