近日，中國科學院大連化學物理研究所復雜分子體系反應動力學研究組研究員韓克利團隊在非鉛雙鈣鈦礦納米晶研究中取得新進展。該團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。相關研究成果作為熱點文章發(fā)表在《德國應用化學》（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展
含鉛鈣鈦礦納米晶CsPbX3（X=Cl，Br，I）具有吸光系數大，發(fā)光量子產率高，帶隙易調節(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)化應用。尋找無毒且性能好的非鉛鈣鈦礦成為當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，形成低維鈣鈦礦結構。該團隊曾于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)光動力學機理。在此基礎上，團隊成員采用溶液法進一步合成了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），可以實現該納米晶在395-575nm范圍內調節(jié)其發(fā)光光譜?？蒲腥藛T通過熱載流子動力學研究發(fā)現，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基金重點項目等基金的資助。
