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我室非铅双钙钛矿纳米晶研究取得新进展
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我室非铅双钙钛矿纳米晶研究取得新进展
www.sklmr.dicp.ac.cn    发布时间:2018-03-16    栏目类别:新闻动态

      近日,我室复杂分子体系反应动力学研究组(1101组)韩克利研究员团队在非铅双钙钛矿纳米晶研究中取得新进展。该团队首次合成出具有立方相的非铅双钙钛矿Cs2AgBiX6(X=Cl,Br,I)纳米晶,并发现其热载流子具有超快的冷却时间(小于1ps,1ps=10-12s),表明该材料是一种很好的发光材料。相关研究成果作为热点文章发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。


      含铅钙钛矿纳米晶CsPbX3(X=Cl,Br,I)具有吸光系数大,发光量子产率高,带隙易调节等优点,因此被广泛研究于发光二极管(LED)、纳米激光器、太阳能电池以及光电探测器等方向。然而其中含有的重金属元素铅对环境和人类造成危害,限制了其商业化应用。寻找无毒且性能好的非铅钙钛矿成为当下的研究热点和难点。

      科研人员尝试采用毒性较低的铋(Bi)元素来取代铅,形成低维钙钛矿结构。该团队曾于2017年首次成功合成出含Bi的非铅钙钛矿纳米晶Cs3Bi2Br9(Angew. Chem. Int. Ed.),并揭示了其发光动力学机理。在此基础上,团队成员采用溶液法进一步合成了Cs2AgBiBr6双钙钛矿纳米晶,引入的Ag+离子可以和Bi3+离子形成三维立方相钙钛矿。同时,通过采用不同的卤元素(Cl,Br,I),可以实现该纳米晶在395-575nm范围内调节其发光光谱。科研人员通过热载流子动力学研究发现,该材料具有超快的热载流子冷却时间(小于1ps),该性能与含铅钙钛矿纳米晶热载流子动力学行为相似,这表明该非铅钙钛矿纳米晶很有可能取代目前的含铅钙钛矿纳米晶,有非常广阔的应用前景。此外,该研究还提出了通过减少表面缺陷来提高材料性能的新方案。

      上述工作得到国家自然科学基金重点项目等基金的资助。(文/图 杨斌)

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