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新型鹵化物鈣钛礦發光材料的合成、表征及應用——創新性綜合實驗的教學設計與探索

摘要：立足于科研前沿的創新性綜合實驗項目，對于引領學生掌握基礎知識，開拓科研思維，培養化學研究興趣具有非常重要的意義。作為非常有商用潛力的新一代發光材料，鹵化物鈣钛礦發光材料具有的合成簡單、價格低廉、發光性能好等優點使其在本科教學中具有較好的可行性。本實驗設計了一種簡便、綠色的研磨法一步制備了以苄基三丁基溴化铵為A位陽離子的Mn基和Sb基鹵化物發光材料，利用穩态和瞬态熒光光譜表征其發光性能和發光機理，并探究其白光發光二極管（Light emitting diode，LED）器件應用。結果表明，在紫外光照射下，Mn基鹵化物的發射峰值在517 nm處，為Mn2+的d-d自旋禁阻躍遷發光。Sb基鹵化物的發射峰值為700 nm，為三重态自陷激子發光。将二者作為綠光和紅光組分可與藍色熒光粉混合制備白光LED器件。該實驗合成方法和器件制備過程簡單、安全、現象明顯、重現性好、趣味性較強。實驗内容涵蓋材料合成、性能表征與應用探究，兼具基礎性、高階性和挑戰性，适合于開展本科實驗。
關鍵詞：發光材料；金屬鹵化物；固态照明；白光器件；綠色化學