近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所復(fù)雜分子體系反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究組研究員韓克利團(tuán)隊(duì)在非鉛鈣鈦礦發(fā)光動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究中取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)首次合成出非鉛鈣鈦礦Cs3Bi2Br9納米晶，并揭示其發(fā)光動(dòng)力學(xué)機(jī)理：表面缺陷態(tài)是限制其發(fā)光效率的重要因素。相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201704739）上。
近年來(lái)，含鉛鈣鈦礦APbX3（A=Cs，CH3NH3，X=Cl，Br，I）被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管（LED）、納米激光器、以及光探測(cè)器等方向。雖然含鉛鈣鈦礦具有眾多優(yōu)勢(shì)，但是鉛對(duì)環(huán)境和人體有害，而且含鉛鈣鈦礦在空氣中很容易分解，不利于大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。因此尋找毒性低且穩(wěn)定性好的鈣鈦礦很有必要。
該研究團(tuán)隊(duì)采用溶液法一步合成了含Bi的鈣鈦礦（Cs3Bi2Br9）納米晶。通過(guò)研究其時(shí)間分辨發(fā)光光譜，以及飛秒瞬態(tài)吸收光譜，發(fā)現(xiàn)晶體表面的缺陷態(tài)是限制其發(fā)光效率的重要因素，選取合適的表面活性劑（例如油酸）可以抑制其表面缺陷態(tài)，并且發(fā)光效率可提升二十多倍。此外，該材料在空氣中具有較好的穩(wěn)定性，可以在濕潤(rùn)環(huán)境下存放超過(guò)1個(gè)月。這些性質(zhì)表明含Bi鈣鈦礦具有很好的應(yīng)用潛力。
在此之前，該團(tuán)隊(duì)已在有機(jī)—無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦（ACS Appl. Mater. Interfaces2016, 8, 19587-19592；ACS Appl. Mater. Interfaces2017, 9, 14827-14832）以及全無(wú)機(jī)鈣鈦礦（J. Phys. Chem. Lett.2017, 8, 2316-2321）發(fā)光動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究方面取得過(guò)一系列的研究成果。
大連化物所非鉛鈣鈦礦發(fā)光動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究取得新進(jìn)展
