日本研究小组发现了一种新的碱性卤化铜，可以提供一种更高效、更易于加工、耐用、环保的蓝光源。

人造光约占全球总用电量的20%，随着环境问题的日益突出，意味着发现节能发光材料非常重要，尤其是那些能产生白光的材料。

在过去的十年里，固态照明技术的进步导致了白光led的广泛应用。然而，这些发光二极管中的大多数实际上是一个涂有黄色发光材料的蓝色发光二极管芯片；发出的黄光与剩余的蓝光相结合产生白色。

我们可以用更好的蓝光半导体来降低现代白光LED灯的能耗。到目前为止，还没有发现一种同时高效、易加工、耐用、环保、由丰富材料制成的蓝色发光化合物。现在，来自日本东京理工学院的一组科学家认为他们已经找到了一个很有前途的材料。

在他们最近发表在《先进材料》上的研究中，研究人员发现了一种新的碱性卤化铜，Cs5Cu3Cl6I2，它符合所有标准。与Cs3Cu2I5不同，Cs3Cu2I5是另一种很有前途的蓝色发光材料，它有两种不同的卤化物，氯化物和碘化物。虽然混合卤化物材料以前已经尝试过，但Cs5Cu3Cl6I2具有独特的特性，特别是在含有I-和Cl-离子时。

结果表明，Cs5Cu3Cl6I2由两个不同的亚基组成了一个一维的锯齿形链，链上的链节都是由I-离子连接起来的。科学家们还发现了另一个重要特征：它的价带（描述了材料晶体结构不同位置的电子能级）几乎是平坦的（能量恒定）。反过来，这种特性使光生空穴——代表光激发电子缺失的带正电荷的假粒子——变得“更重”。这些空穴由于与I-离子的强相互作用而趋于固定，它们很容易与附近的自由电子结合，形成一个称为激子的小系统。

激子引起晶体结构的扭曲。就像一个人在一个由于自身重量而严重变形的悬空大网顶上移动会有困难一样，激子也会因自身效应而被困在原地，这对于高效产生蓝光至关重要。领导这项研究的金正焕解释说：“自陷激子是光激发能量的局部化形式；它们组成的电子-空穴对的最终复合会导致光致发光，在这种情况下会发射蓝光。”

除了它的效率，Cs5Cu3Cl6I2还具有其他吸引人的特性。它完全由丰富的材料组成，因此相对便宜。此外，它在空气中比Cs3Cu2I5和其他碱性卤化铜化合物稳定得多。科学家们发现，Cs5Cu3Cl6I2在空气中存放三个月后性能没有下降，而类似的发光化合物仅仅几天就表现得更差。最后，Cs5Cu3Cl6I2不需要铅，其整体上是环保的。

Kim总结道：“我们的发现为开发新的碱金属卤化物候选材料提供了一个新的视角，并证明了Cs5Cu3Cl6I2可能是一种很有前途的蓝色发光材料。”这组科学家团队的光照有望带来更高效、更环保的照明技术。

参考文献：'A Highly Efficient and Stable Blue‐Emitting Cs5Cu3Cl6I2 with a 1D Chain Structure' by Jiangwei Li et al; Advanced Materials, 06 August 2020。