Despite intensive explorations, lead-free, low toxicity, efficient, and stable blue fluorescent materials are still highly desirable. Cs2NaInCl6 double perovskite (DP) is considered as a promising candidate for solid-state lighting due to its low toxicity and good stability. In this work, Mg-doped Cs2NaInCl6 DPs are prepared by a solvothermal method. The Mg2+-doped Cs2NaInCl6 DPs exhibit blue photoluminescence (PL) at about 445 nm with a full-width at half maximum of 58.0 nm, which is independent of the excitation wavelength. The large Stokes shift (129.5 nm), long PL lifetime (10.44 μs), and huge Huang–Rhys factor (40.2) suggest that the blue PL originates from self-trapped excitons. After optimizing the reaction conditions and doping concentration, a high photoluminescence quantum yield of 86.98% is obtained. Moreover, the Mg-doped Cs2NaInCl6 DPs exhibit good resistance to irradiation and moisture, which are expected to remedy the shortage of current blue emitting materials.

1.
M. A.
Green
,
A.
Ho-Baillie
, and
H. J.
Snaith
,
Nat. Photonics
8
,
506
(
2014
).
2.
S. D.
Stranks
and
H. J.
Snaith
,
Nat. Nanotechnol.
10
,
391
(
2015
).
3.
R.
Liu
,
F.
Wang
,
L.
Liu
,
X.
He
,
J.
Chen
,
Y.
Li
, and
T.
Zhai
,
Small Struct.
2
,
2000136
(
2021
).
4.
M.
Jeong
,
I. W.
Choi
,
E. M.
Go
,
Y.
Cho
,
M.
Kim
,
B.
Lee
,
S.
Jeong
,
Y.
Jo
,
H. W.
Choi
,
J.
Lee
,
J.-H.
Bae
,
S. K.
Kwak
,
D. S.
Kim
, and
C.
Yang
,
Science
369
,
1615
(
2020
).
5.
X. K.
Liu
,
W.
Xu
,
S.
Bai
,
Y.
Jin
,
J.
Wang
,
R. H.
Friend
, and
F.
Gao
,
Nat. Mater.
20
,
10
(
2021
).
6.
H.
Huang
,
B.
Pradhan
,
J.
Hofkens
,
M. B. J.
Roeffaers
, and
J. A.
Steele
,
ACS Energy Lett.
5
,
1107
(
2020
).
7.
L.
Zhu
,
H.
Cao
,
C.
Xue
,
H.
Zhang
,
M.
Qin
,
J.
Wang
,
K.
Wen
,
Z.
Fu
,
T.
Jiang
,
L.
Xu
,
Y.
Zhang
,
Y.
Cao
,
C.
Tu
,
J.
Zhang
,
D.
Liu
,
G.
Zhang
,
D.
Kong
,
N.
Fan
,
G.
Li
,
C.
Yi
,
Q.
Peng
,
J.
Chang
,
X.
Lu
,
N.
Wang
,
W.
Huang
, and
J.
Wang
,
Nat. Commun.
12
,
5081
(
2021
).
8.
X.
Du
,
J.
Li
,
G.
Niu
,
J. H.
Yuan
,
K. H.
Xue
,
M.
Xia
,
W.
Pan
,
X.
Yang
,
B.
Zhu
, and
J.
Tang
,
Nat. Commun.
12
,
3348
(
2021
).
9.
Y.
Dong
,
Y. K.
Wang
,
F.
Yuan
,
A.
Johnston
,
Y.
Liu
,
D.
Ma
,
M. J.
Choi
,
B.
Chen
,
M.
Chekini
,
S. W.
Baek
,
L. K.
Sagar
,
J.
Fan
,
Y.
Hou
,
M.
Wu
,
S.
Lee
,
B.
Sun
,
S.
Hoogland
,
R.
Quintero-Bermudez
,
H.
Ebe
,
P.
Todorovic
,
F.
Dinic
,
P.
Li
,
H. T.
Kung
,
M. I.
Saidaminov
,
E.
Kumacheva
,
E.
Spiecker
,
L. S.
Liao
,
O.
Voznyy
,
Z. H.
Lu
, and
E. H.
Sargent
,
Nat. Nanotechnol.
15
,
668
(
2020
).
10.
C.
Otero-Martinez
,
J.
Ye
,
J.
Sung
,
I.
Pastoriza-Santos
,
J.
Perez-Juste
,
Z.
Xia
,
A.
Rao
,
R. L. Z.
Hoye
, and
L.
Polavarapu
,
Adv. Mater.
34
,
e2107105
(
2022
).
11.
Y.
Wu
,
X.
Li
, and
H.
Zeng
,
Small Struct.
2
,
2000071
(
2020
).
12.
L.
Protesescu
,
S.
Yakunin
,
M. I.
Bodnarchuk
,
F.
Krieg
,
R.
Caputo
,
C. H.
Hendon
,
R. X.
Yang
,
A.
Walsh
, and
M. V.
Kovalenko
,
Nano Lett.
15
,
3692
(
2015
).
13.
C.
Sun
,
Y.
Jiang
,
M.
Cui
,
L.
Qiao
,
J.
Wei
,
Y.
Huang
,
L.
Zhang
,
T.
He
,
S.
Li
,
H. Y.
Hsu
,
C.
Qin
,
R.
Long
, and
M.
Yuan
,
Nat. Commun.
12
,
2207
(
2021
).
14.
J.
Zhang
,
L.
Wang
,
X.
Zhang
,
G.
Xie
,
G.
Jia
,
J.
Zhang
, and
X.
Yang
,
Mater. Today
51
,
222
(
2021
).
15.
Y.
Liu
,
J.
Cui
,
K.
Du
,
H.
Tian
,
Z.
He
,
Q.
Zhou
,
Z.
Yang
,
Y.
Deng
,
D.
Chen
,
X.
Zuo
,
Y.
Ren
,
L.
Wang
,
H.
Zhu
,
B.
Zhao
,
D.
Di
,
J.
Wang
,
R. H.
Friend
, and
Y.
Jin
,
Nat. Photonics
13
,
760
(
2019
).
16.
B.
Zhou
,
Z.
Liu
,
S.
Fang
,
H.
Zhong
,
B.
Tian
,
Y.
Wang
,
H.
Li
,
H.
Hu
, and
Y.
Shi
,
ACS Energy Lett.
6
,
3343
(
2021
).
17.
J.
Lao
,
M.
Yan
,
B.
Tian
,
C.
Jiang
,
C.
Luo
,
Z.
Xie
,
Q.
Zhu
,
Z.
Bao
,
N.
Zhong
,
X.
Tang
,
L.
Sun
,
G.
Wu
,
J.
Wang
,
H.
Peng
,
J.
Chu
, and
C.
Duan
,
Adv. Sci.
9
,
e2106092
(
2022
).
18.
S.
Jin
,
R.
Li
,
H.
Huang
,
N.
Jiang
,
J.
Lin
,
S.
Wang
,
Y.
Zheng
,
X.
Chen
, and
D.
Chen
,
Light Sci. Appl.
11
,
52
(
2022
).
19.
X.
Cheng
,
Z.
Xie
,
W.
Zheng
,
R.
Li
,
Z.
Deng
,
D.
Tu
,
X.
Shang
,
J.
Xu
,
Z.
Gong
,
X.
Li
, and
X.
Chen
,
Adv. Sci.
9
,
e2103724
(
2022
).
20.
Z.
Zhang
,
Q.
Sun
,
Y.
Lu
,
F.
Lu
,
X.
Mu
,
S. H.
Wei
, and
M.
Sui
,
Nat. Commun.
13
,
3397
(
2022
).
21.
X.
Lu
,
Z.
Chen
,
X.
Shi
,
Q.
Jing
, and
M. H.
Lee
,
Angew. Chem., Int. Ed. Engl.
59
,
17648
(
2020
).
22.
M. T.
Sirtl
,
R.
Hooijer
,
M.
Armer
,
F. G.
Ebadi
,
M.
Mohammadi
,
C.
Maheu
,
A.
Weis
,
B. T.
van Gorkom
,
S.
Häringer
,
R. A. J.
Janssen
,
T.
Mayer
,
V.
Dyakonov
,
W.
Tress
, and
T.
Bein
,
Adv. Energy Mater.
12
,
2103215
(
2022
).
23.
Z.
Liu
,
J.
Zito
,
M.
Ghini
,
L.
Goldoni
,
M.
Prato
,
H.
Bahmani Jalali
,
I.
Infante
,
L.
De Trizio
, and
L.
Manna
,
Nano Lett.
22
,
8567
(
2022
).
24.
S.
Saikia
,
A.
Joshi
,
H.
Arfin
,
S.
Badola
,
S.
Saha
, and
A.
Nag
,
Angew. Chem., Int. Ed. Engl.
61
,
e202201628
(
2022
).
25.
H.
Lei
,
D.
Hardy
, and
F.
Gao
,
Adv. Funct. Mater.
31
,
2105898
(
2021
).
26.
Z.
Xiao
,
Z.
Song
, and
Y.
Yan
,
Adv. Mater.
31
,
e1803792
(
2019
).
27.
Q.
Fan
,
G. V.
Biesold-McGee
,
J.
Ma
,
Q.
Xu
,
S.
Pan
,
J.
Peng
, and
Z.
Lin
,
Angew. Chem., Int. Ed. Engl.
59
,
1030
(
2020
).
28.
S.
Khalfin
and
Y.
Bekenstein
,
Nanoscale
11
,
8665
(
2019
).
29.
Q.
Guo
,
X.
Zhao
,
B.
Song
,
J.
Luo
, and
J.
Tang
,
Adv. Mater.
34
,
e2201008
(
2022
).
30.
M. M.
Yao
,
L.
Wang
,
J. S.
Yao
,
K. H.
Wang
,
C.
Chen
,
B. S.
Zhu
,
J. N.
Yang
,
J. J.
Wang
,
W. P.
Xu
,
Q.
Zhang
, and
H. B.
Yao
,
Adv. Opt. Mater.
8
,
1901919
(
2020
).
31.
D.
Zhu
,
M. L.
Zaffalon
,
J.
Zito
,
F.
Cova
,
F.
Meinardi
,
L.
De Trizio
,
I.
Infante
,
S.
Brovelli
, and
L.
Manna
,
ACS Energy Lett.
6
,
2283
(
2021
).
32.
J.
Zhou
,
X.
Rong
,
P.
Zhang
,
M. S.
Molokeev
,
P.
Wei
,
Q.
Liu
,
X.
Zhang
, and
Z.
Xia
,
Adv. Opt. Mater.
7
,
801435
(
2019
).
33.
L.
Zhao
,
R. A.
Kerner
,
Z.
Xiao
,
Y. L.
Lin
,
K. M.
Lee
,
J.
Schwartz
, and
B. P.
Rand
,
ACS Energy Lett.
1
,
595
(
2016
).
34.
R.
Ahmad
,
L.
Zdrazil
,
S.
Kalytchuk
,
A.
Naldoni
,
A. L.
Rogach
,
P.
Schmuki
,
R.
Zboril
, and
S.
Kment
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
13
,
47845
(
2021
).
35.
R.
Zeng
,
L.
Zhang
,
Y.
Xue
,
B.
Ke
,
Z.
Zhao
,
D.
Huang
,
Q.
Wei
,
W.
Zhou
, and
B.
Zou
,
J. Phys. Chem. Lett.
11
,
2053
(
2020
).
36.
M. B.
Gray
,
S.
Hariyani
,
T. A.
Strom
,
J. D.
Majher
,
J.
Brgoch
, and
P. M.
Woodward
,
J. Mater. Chem. C
8
,
6797
(
2020
).
37.
J.
Lee
,
H.
Lee
,
U.
Kim
,
W. J.
Chung
, and
W. B.
Im
,
J. Mater. Chem. C
11
,
898
(
2023
).
38.
Y.
Wei
,
K.
Li
,
Z.
Cheng
,
M.
Liu
,
H.
Xiao
,
P.
Dang
,
S.
Liang
,
Z.
Wu
,
H.
Lian
, and
J.
Lin
,
Adv. Mater.
31
,
e1807592
(
2019
).
39.
D.
Chen
,
J.
Li
,
X.
Chen
,
J.
Chen
, and
J.
Zhong
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
11
,
10059
(
2019
).
40.
Y.
Gu
,
X.
Yao
,
H.
Geng
,
G.
Guan
,
M.
Hu
, and
M.
Han
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
13
,
40798
(
2021
).
41.
J.
Luo
,
M.
Hu
,
G.
Niu
, and
J.
Tang
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
11
,
31575
(
2019
).
42.
Z.
Tan
,
Y.
Chu
,
J.
Chen
,
J.
Li
,
G.
Ji
,
G.
Niu
,
L.
Gao
,
Z.
Xiao
, and
J.
Tang
,
Adv. Mater.
32
,
e2002443
(
2020
).
43.
L.
Zhang
,
Y.
Fang
,
L.
Sui
,
J.
Yan
,
K.
Wang
,
K.
Yuan
,
W. L.
Mao
, and
B.
Zou
,
ACS Energy Lett.
4
,
2975
(
2019
).
44.
L.
Mao
,
Y.
Wu
,
C. C.
Stoumpos
,
B.
Traore
,
C.
Katan
,
J.
Even
,
M. R.
Wasielewski
, and
M. G.
Kanatzidis
,
J. Am. Chem. Soc.
139
,
11956
(
2017
).
45.
J.
Luo
,
X.
Wang
,
S.
Li
,
J.
Liu
,
Y.
Guo
,
G.
Niu
,
L.
Yao
,
Y.
Fu
,
L.
Gao
,
Q.
Dong
,
C.
Zhao
,
M.
Leng
,
F.
Ma
,
W.
Liang
,
L.
Wang
,
S.
Jin
,
J.
Han
,
L.
Zhang
,
J.
Etheridge
,
J.
Wang
,
Y.
Yan
,
E. H.
Sargent
, and
J.
Tang
,
Nature
563
,
541
(
2018
).
46.
L.
Wang
,
W.
Zheng
,
F.
Vitale
,
X.
Zhang
,
X.
Li
,
Y.
Ji
,
Z.
Liu
,
O.
Ghaebi
,
C. T.
Plass
,
R.
Domes
,
T.
Frosch
,
G.
Soavi
,
E.
Wendler
,
Y.
Zhang
, and
C.
Ronning
,
Adv. Funct. Mater.
32
,
2111338
(
2022
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.