近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所復(fù)雜分子體系反應(yīng)動力學(xué)研究組研究員韓克利團(tuán)隊在非鉛雙鈣鈦礦納米晶研究中取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊首次合成出具有立方相的非鉛雙鈣鈦礦Cs2AgBiX6（X=Cl，Br，I）納米晶，并發(fā)現(xiàn)其熱載流子具有超快的冷卻時間（小于1ps，1ps=10-12s），表明該材料是一種很好的發(fā)光材料。相關(guān)研究成果作為熱點文章發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。
大連化物所非鉛雙鈣鈦礦納米晶研究取得新進(jìn)展
含鉛鈣鈦礦納米晶CsPbX3（X=Cl，Br，I）具有吸光系數(shù)大，發(fā)光量子產(chǎn)率高，帶隙易調(diào)節(jié)等優(yōu)點，因此被廣泛研究于發(fā)光二極管（LED）、納米激光器、太陽能電池以及光電探測器等方向。然而其中含有的重金屬元素鉛對環(huán)境和人類造成危害，限制了其商業(yè)化應(yīng)用。尋找無毒且性能好的非鉛鈣鈦礦成為當(dāng)下的研究熱點和難點。
科研人員嘗試采用毒性較低的鉍（Bi）元素來取代鉛，形成低維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。該團(tuán)隊曾于2017年首次成功合成出含Bi的非鉛鈣鈦礦納米晶Cs3Bi2Br9（Angew. Chem. Int. Ed.），并揭示了其發(fā)光動力學(xué)機理。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊成員采用溶液法進(jìn)一步合成了Cs2AgBiBr6雙鈣鈦礦納米晶，引入的Ag+離子可以和Bi3+離子形成三維立方相鈣鈦礦。同時，通過采用不同的鹵元素（Cl，Br，I），可以實現(xiàn)該納米晶在395-575nm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)其發(fā)光光譜。科研人員通過熱載流子動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，該材料具有超快的熱載流子冷卻時間（小于1ps），該性能與含鉛鈣鈦礦納米晶熱載流子動力學(xué)行為相似，這表明該非鉛鈣鈦礦納米晶很有可能取代目前的含鉛鈣鈦礦納米晶，有非常廣闊的應(yīng)用前景。此外，該研究還提出了通過減少表面缺陷來提高材料性能的新方案。
上述工作得到國家自然科學(xué)基金重點項目等基金的資助。
