近日，新捕京官网纳米光子学团队邹炳锁教授指导研究生取得的科研工作，近期发表在《The Journal of Mater. Chem. C》上。相关文章以“Evolution of the structure and properties of mechanochemically synthesized pyrrolidine incorporated manganese bromide powders”为题，该研究工作得到了国家973项目、八桂学者团队项目的经费资助。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D0TC00460J

论文作者：Hui Peng, Yongchang Guo, Yonghao Xiao, Ruonan Zhi, Xiaoyue Fan, Min Zou, Jianping Wang and Bingsuo Zou*

由于电子相关和自旋耦合淬灭效应，纯的过渡金属化合物基本上表现为反铁磁性质，没有发光。但是铅的卤化物通过加入有机小分子或离子或Cs可以产生类钙钛矿结构，可以调制出极强的发光和光电转换性质，提供了一种非常有效的途径改变固体内部的微观自旋-自旋耦合和自旋-轨道耦合相互作用，从而提高了体系内部激子或者载流子的稳定性，这是微观成分结构调制从而发生物性本质改变的生动例子。

本文采用一种有机胺小分子通过研磨方法制备了无铅的类钙钛矿材料------C₈H₂₀N₂MnBr₄ 和C₄H₁₀NMnBr₃，它们均有很高的发光效率。在C₈H₂₀N₂MnBr₄粉末中, 两个吡咯烷(四氢化吡咯)分子连接配合到MnBr₄^2-集团上，形成了单核团簇晶体结构，表现出顺磁特性，并在520 nm位置产生很强的由单个Mn离子晶场d-d跃迁导致的绿色发光。而在C₄H₁₀NMnBr₃粉末中，少量的吡咯烷分子限制多个MnX₆^4-构成的团簇，形成了共边的一维MnX₆串连线，其中Mn离子间距明显较前者变小，这个体系体现了铁磁性和位于628 nm的由Mn离子聚集体产生的强红色发光。由此可见，有机小分子插入有可能限制改变钙钛矿类微观电子结构，调制器电子驰豫过程，增强其激子的限域效应，改善了其发光行为。锰化合物的强发光及其调谐为今后发光材料又增添一队新的系列，同时铁磁性及其离子对的发现为其量子调控应用提供了可能。