新型卤化物钙钛矿发光材料的合成、表征及应用——创新性综合实验的教学设计与探索

摘要：立足于科研前沿的创新性综合实验项目，对于引领学生掌握基础知识，开拓科研思维，培养化学研究兴趣具有非常重要的意义。作为非常有商用潜力的新一代发光材料，卤化物钙钛矿发光材料具有的合成简单、价格低廉、发光性能好等优点使其在本科教学中具有较好的可行性。本实验设计了一种简便、绿色的研磨法一步制备了以苄基三丁基溴化铵为A位阳离子的Mn基和Sb基卤化物发光材料，利用稳态和瞬态荧光光谱表征其发光性能和发光机理，并探究其白光发光二极管（Light emitting diode，LED）器件应用。结果表明，在紫外光照射下，Mn基卤化物的发射峰值在517 nm处，为Mn2+的d-d自旋禁阻跃迁发光。Sb基卤化物的发射峰值为700 nm，为三重态自陷激子发光。将二者作为绿光和红光组分可与蓝色荧光粉混合制备白光LED器件。该实验合成方法和器件制备过程简单、安全、现象明显、重现性好、趣味性较强。实验内容涵盖材料合成、性能表征与应用探究，兼具基础性、高阶性和挑战性，适合于开展本科实验。
关键词：发光材料；金属卤化物；固态照明；白光器件；绿色化学