近日，北京理工大学前沿交叉科学研究院崔彬彬副教授课题组在锰基金属卤化物单晶材料应用在宽色域背光源显示领域取得重要研究进展。该工作以《Centimeter-Sized Single Crystals of Tetrahedral Manganese(II) Halide Hybrids for Wide-Color Gamut Backlighting Displays》为题发表在顶级期刊Small（IF：13.3）。论文第一作者为前沿交叉院博士研究生程晓华。该研究合成了两种厘米级尺寸的卤化锰（II）单晶TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄ (TMG = 1,1,3,3-四甲基胍)，表现出明亮的窄带绿光发射和高荧光量子产率（PLQY），分别高达62%和90%。窄带绿光发射峰波长为520 nm，半峰宽(FWHM)仅为57 nm，并详细阐述了两种单晶的光致发光机制。基于锰基金属卤化物的两种用于背光显示器的白光发光二极管（BD-WLED），表现出122%国家电视标准委员会（NTSC）最宽的色域，发光效率达到约93 lm·W^-1，并且具有优异的发光稳定性。这些特性表明了四面体锰(II)基卤化物在宽色域背光显示器中的潜在应用。

图文解析：

图1结构表征。(a-b) 厘米级TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄在可见光和紫外光下的棒状形貌，(c-d) TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄单晶的结构图，(e-f) TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄单晶的实验和模拟PXRD图。

图2发光性能和结构表征。(a) TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄在可见光和紫外光(365 nm)下的照片。(b) TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄的CIE色度坐标。(c-d)晶体结构中的氢键相互作用。(e-f) TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄中Mn-Mn距离示意图。

图3光致发光表征。(a, c) TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄的PLE和PL光谱。(b, d)分别使用TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄的三维激发-发射矩阵荧光光谱的激发相关PL光谱。(e)锰(II)配合物在四面体环境中的吸收、迁移和释放过程示意图。(f) TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄的PL衰减曲线。

图4随温度变化的发射特性。(a-b) TMG₂MnCl₄在80 ~ 450K温度下的发光光谱。(c-d) TMG₂MnBr₄在80 ~ 450K温度下的发光光谱。(e) TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄在不同温度(300 ~ 450K)下的发光强度变化。(f) TMG₂MnCl₄和TMG₂MnBr₄在不同温度(80 ~ 450k)下的发光位置变化。

图5 TMG₂MnBr₄的BD-WLED应用。(a)未施加电流(左)，工作在20mA(右)的BD-WLED。(b)不同施加电流下基于TMG₂MnBr₄ BD-WLED的发光光谱。(c)商用红(R)、绿(G)、蓝(B)滤色片的透射光谱(虚线)和BD-WLED滤色片滤色后的RGB光谱(实线)。(d)在CIE 1931色彩空间中，基于TMG₂MnBr₄(蓝线)、NTSC 1931标准(绿线)和REC 2020标准(红线)构建的BD-WLED的CIE 1931色彩坐标。(e)BD-WLED的电流依赖发光效率和归一化RGB发光强度。(f)基于TMG₂MnBr₄的BD-WLED在连续工作5小时的发光强度。

论文标题：Centimeter-Sized Single Crystals of Tetrahedral Manganese(II) Halide Hybrids for Wide-Color Gamut Backlighting Displays

论文网址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202307216

课题组网站：https://www.x-mol.com/groups/cui_bin

导师介绍：

崔彬彬，九三学社社员，副教授，博士生导师。2011年-2016年在中科院化学研究所学习并获得理学博士学位。其中，2015年9月-2016年4月在新加坡南洋理工大学进行访问学习。现任北京理工大学前沿交叉科学研究院长聘副教授，博士生导师。以一作或通讯作者发表SCI论文40余篇，任J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., J. Mater. Chem. A, ACS Appl. Mater. Interfaces等期刊的审稿人。