近日，我院周珺教授团队在Mn(II)基有机-无机杂化金属卤化物结构与发光调控领域取得新进展。相关研究成果以“Dual-Dimensional Compositional Engineering Driven Synergistic Color Switching and Emission Enhancement in Mn(II)-Based Metal Halides”为题，发表于国际材料科学顶级期刊《Advanced Functional Materials》（中科院一区TOP，影响因子19.9）。我院刘锴同学为论文第一作者，周珺教授为独立通讯作者，北京工商大学为第一署名单位。

针对低维Mn(II)基杂化金属卤化物中发光颜色与发光强度难以在同一体系内协同调控的问题，团队提出了基于同一有机前驱体的“双维度组分工程”策略。不同于传统通过更换有机阳离子或引入第二金属离子实现性能调节的方法，该研究仅通过改变有机前驱体与无机金属盐的比例，实现了具有红光发射、一维五配位结构的(C6H14N)MnCl3材料与具有绿光发射、零维四配位结构的(C6H14N)3MnCl5材料之间的可逆转换，使材料的配位环境、结构维度和发光颜色实现同步调控，并且解释了1D红光相材料在低温下独特的发光特性。在此基础上，团队进一步通过卤素取代的策略成功制备了(C6H14N)3MnBr5，将Cl-替换为Br-后，增大了最短Mn···Mn间距，实现了发光强度的显著提升。值得注意的是，研究团队独立完成了理论计算与实验的计算和验证，证实了尽管Br的引入会增强自旋-轨道耦合及重原子效应，理论上可能增加非辐射损耗，但Mn···Mn间距增大产生的发光增强效应超过了重原子效应的不利影响，最终实现了绿色发光的显著增强。该结果揭示了卤素组成、离子间距与激发态弛豫之间的竞争机制，进一步完善了“组分-结构-发光性能”的构效关系。

研究团队还利用材料优异的光学特性准备了白光LED器件，获得85.4的显色指数，并基于材料的温度响应特性构建了基于温度控制多级防伪及摩尔斯编码信息加密系统。该研究将结构维度调控与卤素组分调控有机结合，在单一前驱体体系中实现“光色可调”与“发光增强”的协同设计，为高性能、光色可调发光Mn(II)基杂化金属卤化物的设计及其在固态照明、智能防伪和信息安全等领域的应用提供了新的研究思路。

图一 双维度组分工程调控Mn(II)基杂化金属卤化物结构与发光

图二 两种氯化物杂化材料发光特性及1D红光相低温下独特发光特性的机制

图三 1D红光相与0D绿光相的结构-光色转换

图四 卤素取代调控Mn···Mn距离与发光增强机制

图五 白光LED器件及温度门控制多层信息加密与防伪平台