11月8日，《Nature》刊發了武漢光電國家研究中心的唐江教授團隊與美國托萊多大學的鄢炎發教授合作論文“高效穩定非鉛鹵化物雙鈣鈦礦暖白光”。唐江教授和鄢炎發教授為共同通訊作者，武漢國家光電研究中心博士生羅家俊，碩士生李順然、劉婧以及托萊多大學王曉明博士為論文共同第一作者；華中科技大學為論文第一作者單位。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0691-0

照明在人類社會無處不在，消耗的電量占全人類用電總量的五分之一。相較于傳統照明，基于GaN基發光二極管激發熒光粉的半導體照明技術具有節能、環保、光效高、壽命長、應用范圍廣等諸多優點，是當前照明市場的主流技術。其不足之處是照明中的藍光成分過多，容易對人眼特別是兒童的視網膜造成不可逆傷害，即所謂“藍害”；同時大部分熒光材料都依賴戰略性稀土材料為原料。因此，需要開發新一代的新型單基質白光熒光粉，避免“藍害”和稀土元素的使用，實現綠色照明。

Cs2AgInCl6中STEs的計算研究：a：Cs2AgInCl6中的GW能帶結構，b：Cs2AgInCl6中STE的電子和空穴波函數，c：STEs的位型坐標和對應的能量態，d：計算光譜與實驗光譜的比較。

非鉛雙鈣鈦礦Cs2AgInCl6雖然展現出較獨特的白光發光特性，但受限于其躍遷禁阻特性和較高的電子維度，導致其熒光產率極低(<0.1%),不具備應用價值。唐江教授課題組創新性地引入鈉離子合金化并摻雜痕量Bi制備出Cs2(NaAg)InCl6：Bi3+，通過組分調控和工藝優化，獲得了最高發光效率達到86%的單基質白光熒光粉。實驗表征結合理論計算證實了該熒光粉的STE發光機理，同時揭示其熒光效率提高的主要原因。

此白光熒光粉還展現出優異的穩定性：未封裝的條件下，Cs2(NaAg)InCl6：Bi3+熒光粉在熱臺上150 ℃加熱1000小時，或者被紫外LED激發以5000 Cd/m2發光強度工作1000小時，其發光效率和白光特性幾乎沒有衰退。

　　

總之，本工作闡釋了非鉛雙鈣鈦礦Cs2AgInCl6中自限域激子的發光特性，創新性的通過Na+合金化和Bi3+痕量摻雜實現了高效穩定的單基質白光發光，不僅為非鉛鈣鈦礦發光材料的研究指明了一條道路，其制備的單基質白光熒光粉具有簡單易制備、穩定且高效的優勢，有希望在綠色照明方面實現產業化應用。

Cs2(NaAg)InCl6：Bi3+白光熒光粉發光特性：a：不同溫度下的熒光峰，b：熱臺上加熱150℃的熒光強度變化；c：被紫外LED激發的發光峰強變化；d：熱蒸發制備的薄膜及其XRD表征結果。

該工作為唐江教授課題組與澳大利亞莫納什大學Joanne Etheridge教授、吉林大學張立軍教授、加拿大多倫多大學Edward H. Sargent教授、清華大學王立鐸教授、國家強磁場中心磁光站韓俊波教授、國家光電研究中心梁文錫教授，以及武漢大學王建波教授合作完成，他們分別提供了理論計算、材料表征等方面的支持；得到了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金 、華中科技大學跨學科重點創新團隊項目等資助，在此一并表示感謝。

唐江教授課題組一直致力于新型光電轉換材料與器件研究，自2012年創立以來，已經以華中科技大學為第一單位發表Nature 1篇，Nature Photonics 2篇，Nature Energy 1篇，Nature Communications 2篇。課題組目前研究方向包括硒化銻薄膜太陽能電池、非鉛鈣鈦礦發光材料與器件、X射線直接與間接探測材料與器件、量子點紅外探測材料與器件。（來源：華中科大、武漢光電國家研究中心）