南京邮电大学王洒洒、刘湘梅、赵强丨Adv. Opt. Mater.丨零维锑基有机-无机杂化金属卤化物中配位结构依赖的激子动力学与闪烁特性

零维Sb³⁺基有机-无机杂化金属卤化物闪烁体因高效的自陷激子发光备受关注。目前人们对局域结构畸变、缺陷态与自陷激子发光之间的相互作用仍认识不足。本文研究了两种结构不同的零维Sb³⁺基有机-无机杂化金属卤化物[HP(o-tol)₃]₂SbBr₅与[HP(m-tol)₃]₄SbBr₇，探究其激子动力学对应的构效关系。[HP(o-tol)₃]₂SbBr₅具有高度畸变的[SbBr₅]²⁻四方锥结构，孤对电子处于活跃状态，而[HP(m-tol)₃]₄SbBr₇含有结构对称的[SbBr₆]³⁻八面体，孤对电子呈惰性。尽管前者结构畸变程度更高，但其光致发光量子产率仅为6%，后者则高达81%。结合光物理分析与第一性原理计算，研究证实较强的结构畸变会产生缺陷态，缺陷态与自陷激子发光形成竞争，进而增大非辐射损耗。[HP(m-tol)₃]₄SbBr₇表现出优异的X射线闪烁性能，光产额为12200 ± 200 光子每兆电子伏。以此制备的[HP(m-tol)₃]₄SbBr₇@SEBS柔性闪烁薄膜空间分辨率可达8.0线对每毫米，能够实现高质量二维、三维X射线成像与断层扫描，为未来医疗与工业检测技术发展提供了可行思路。

综上，本文报道两种结构不同的零维Sb³⁺基有机-无机杂化金属卤化物[HP(o-tol)₃]₂SbBr₅与[HP(m-tol)₃]₄SbBr₇，二者分别具备高度畸变的[SbBr₅]²⁻四方锥结构与对称的[SbBr₆]³⁻八面体结构。不同的配位环境使两种材料光物理性能差异显著，[HP(m-tol)₃]₄SbBr₇光致发光量子产率高达81%，而[HP(o-tol)₃]₂SbBr₅仅为6%。两种材料均具有较强的电子-声子耦合作用，利于形成自陷激子，但[HP(o-tol)₃]₂SbBr₇结构畸变更严重，会生成大量缺陷态，大幅猝灭发光。[HP(m-tol)₃]₄SbBr₇展现出优异的X射线闪烁性能，光产率高，空间分辨率可达8线对每毫米，已成功应用于二维及三维X射线成像。该研究表明，平衡缺陷生成与自陷激子稳定性是提升光致发光和射线发光效率的关键，也为新型X射线成像材料的设计提供了有效参考。

https://doi.org/10.1002/adom.71347

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