低維雜化金屬鹵化物是一類近年來備受關(guān)注的新興光電材料。由于其在電子結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成以及晶體結(jié)構(gòu)上的高度可調(diào)性，再加上對(duì)缺陷的良好容忍度和顯著的量子限域效應(yīng)，使其在發(fā)光二極管、探測(cè)器和傳感器等光電子領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。 在眾多低維雜化鹵化物體系中，Cu(Ⅰ)基鹵化物因具備多個(gè)激子復(fù)合中心，展現(xiàn)了多色發(fā)光的潛力。然而，由于A位有機(jī)陽離子與[Cu-X]團(tuán)簇之間的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，目前多數(shù)Cu(Ⅰ)基鹵化物的發(fā)光調(diào)控仍主要集中于可見光范圍，難以進(jìn)入肉眼不可見的近紅外區(qū)域，從而限制了其在高安全性的防偽與信息加密等領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。
近日，華南理工大學(xué)的夏志國團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了一種具有紅光-近紅外可調(diào)發(fā)光特性的Cu（I）基雜化鹵化物發(fā)光材料(DMAP)Cu3I4（DMAP為4-二甲氨基吡啶），并展示了其在防偽和遠(yuǎn)程熱成像等方面的應(yīng)用潛力。 該材料在常溫至低溫條件下可實(shí)現(xiàn)從紅光到近紅外區(qū)域的發(fā)光波長(zhǎng)調(diào)控，其變色特性來源于溫度變化誘導(dǎo)的晶體結(jié)構(gòu)畸變：在較高溫度下，晶體內(nèi)部出現(xiàn)更多無序的[Cu3I4]n-結(jié)構(gòu)單元，使得其主要發(fā)光機(jī)制從Cu團(tuán)簇發(fā)光轉(zhuǎn)變?yōu)辂u素向金屬的電荷轉(zhuǎn)移發(fā)光，由此顯著提升了發(fā)光波長(zhǎng)的響應(yīng)范圍。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將該材料制備成薄膜，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度（0.0001-0.6 K-1）與高空間分辨率（可達(dá)20 lp mm-1）的遠(yuǎn)程熱成像功能，可精準(zhǔn)“捕捉”溫度微小變化。這不僅使其在溫度傳感和紅外成像方面具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，也為發(fā)展新一代隱形防偽技術(shù)提供了創(chuàng)新思路。 研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，(DMAP)Cu3I4在紅光到近紅外范圍內(nèi)發(fā)射波長(zhǎng)可進(jìn)行調(diào)諧，這是因?yàn)樵诟邷貢?huì)誘導(dǎo)更多的無序的[Cu3I4]n-單元的晶格畸變出現(xiàn)，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)制從Cu團(tuán)簇發(fā)光變成了鹵素到金屬電荷轉(zhuǎn)移。同時(shí)，用該種材料制備的薄膜可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離熱成像的測(cè)溫精度（0.0001-0.6 K-1的高靈敏度）和高空間分辨率（20 lp mm-1）。該種具有波長(zhǎng)可調(diào)發(fā)光特性的Cu（I）基鹵化物憑借其結(jié)構(gòu)可調(diào)性、優(yōu)異的溫度響應(yīng)性及出色的發(fā)光性能，在熱成像、溫度傳感、防偽標(biāo)識(shí)與信息安全等多個(gè)前沿技術(shù)領(lǐng)域都展示出廣闊的應(yīng)用前景。 論文信息 Lattice Distortion Promoting Wavelength-Tunable Emissions in Cu(I)-Based Halides for Thermography and Anti-Counterfeiting Kai Han, Shuai Zhang, Jiance Jin, Yongsheng Sun, Yuzhen Wang, Prof. Zhiguo Xia 文章的第一作者是華南理工大學(xué)的韓凱博士。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202504406
