室温固态合成高质量CCI薄膜

先进的电子设备需要高质量的材料，例如金属卤化物荧光粉，可以有效地将光转换为可测量的信号。无毒元素的铜基碘化物，如碘化铯铜(Cs3铜2我5CCI)在这方面特别有希望。

CCI是一种高效的蓝光发光材料，可以将几乎所有吸收的能量转化为可检测的光，使其成为深紫外光电探测器和γ射线闪烁体的理想选择，用于检测电离辐射，如伽马射线或X射线。然而，CCI的薄膜不符合所需的质量标准，阻碍了其高级堆叠应用的性能改进。

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现在，发表在《美国化学学会杂志》上的一项研究通过提出一种生产高质量Cs薄膜的创新方法来解决这个问题。3铜2我5.该研究由东京工业大学(Tokyo Tech)的研究人员领导，包括Hideo Hosono教授作为通讯作者和特别指定助理教授Masatake Tsuji作为第一作者。

在早期的实验发现中，研究小组发现碘化铯(CsI)和碘化铜(CuI)粉末即使在室温下也能反应形成Cs3铜2我5.基于这一见解，他们通过在真空室中蒸发CuI和CsI的薄膜，将它们沉积到二氧化硅衬底上。然后让两种薄膜在室温下反应，形成透明且高度光滑的薄膜，具有92%的高透射率(T)。

有趣的是，研究人员发现层沉积的顺序会影响形成的结晶相。他们注意到，CsI层在CuI上的沉积导致形成了蓝色发光的Cs薄膜。3铜2我5，这是该厚度比条件下的平衡相。

相反，在CsI上沉积CuI会导致CsCu的黄色发光薄膜2我3.这些不同相的形成归因于两层之间Cs和Cu原子的相互扩散。基于这些观察结果，研究人员发现，通过简单地调整每层薄膜的厚度以达到CsI与CuI的特定比例，可以控制每相的形成。

因此，研究人员认为，相互扩散过程导致形成独特的局部结构，其中包含点缺陷，这些点缺陷在光激发时通过非辐射通道衰减，从而导致高效的发射。

“我们认为这种形成起源于Cuand I的快速扩散。+ −离子随着I的形成而变成CsI晶体−在Cs位点和CsI晶格中的间隙Cu，“细野教授解释道。铯的光致发光特性++3铜2我5起源于发光中心周围独特的局部结构，不对称的[Cu2我5]3−多面体碘铜酸盐阴离子，由边缘共享的CuI组成3三角形和 CuI4由Csions分离的四面体二聚体。+

使用这种方法，研究人员能够通过阴影掩模选择性地沉积CsI层来制造图案化的薄膜。这使他们能够控制CsI的沉积并仅绘制基底的所需区域。

通过仔细调整CuI和CsI层的厚度，他们能够成功地制造出具有中心蓝色发光Cs的薄膜。3铜2我5以黄色发光铯铜为边界的区域2我3地区。此外，他们证明，通过使用溶液处理的CuI和图案化的CsI薄膜，可以获得相同的薄膜，以预测未来的应用。

“我们的研究解释了Cs中稀有局部结构形成的机制。3铜2我5及其与这些材料中的光致发光的关联。这些结果最终可以为开发具有理想光学特性的高质量薄膜器件铺平道路，用于高级堆叠应用，“细野教授总结道。

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