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前沿用戶報道|破解難題！鈣鈦礦合成有新方法了
祝賀河工大林靖和黃陽教授課題組在《Chem. Mater.》期刊發(fā)表重要論文
早在2016年12月12日的《自然》上，就發(fā)布了一篇名為《2017?sneak?peek：What?the?new?year?holds?for?science》的文章，其中提到科學家將會集中注意力研究一種叫做鈣鈦礦的奇跡材料。今天，鈣鈦礦材料已經(jīng)非?；鸨?。那么，什么是鈣鈦礦呢？
鈣鈦礦材料是一類有著與鈦酸鈣相同晶體結(jié)構(gòu)的材料，包括了數(shù)百種物質(zhì)，擁有共同的結(jié)構(gòu)式ABX3。鈣鈦礦材料從導體、半導體到絕緣體，范圍極為廣泛。
近年來，鉛鹵化物鈣鈦礦納米材料以其優(yōu)異的光學和電子性質(zhì)，在LED顯示、光伏電池、光電探測器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，鈣鈦礦納米材料的可控合成，一直是影響其未來應(yīng)用的難題之一。
近，河北工業(yè)大學林靖和黃陽教授等人開發(fā)了一種簡單、可控的溶劑熱方法，合成了側(cè)邊（X、Y）尺寸可調(diào)、厚度（Z）固定的CsPbBr3超薄納米片，并實現(xiàn)其與零維鈣鈦礦Cs4PbBr6?納米晶的可逆相轉(zhuǎn)變。相關(guān)論文以“Solvothermal Synthesis of Ultrathin Cesium Lead Halide Perovskite Nanoplatelets with Tunable Lateral Sizes and Their Reversible Transformation into Cs4PbBr6?Nanocrystals”為題發(fā)表在《Chem. Mater.》雜志上。
這一研究，破解了鈣鈦礦納米材料可控合成的難題，提供了一種新的可以通過控制反應(yīng)時間來控制納米片尺寸，進而獲得發(fā)光峰位精確調(diào)控的有效途徑，并為鈣鈦礦材料在未來顯示、光電領(lǐng)域的應(yīng)用夯實了基礎(chǔ)。
（a,b）不同反應(yīng)時間下制備的CsPbBr3納米片的PL發(fā)射光譜和UV-vis吸收光譜
（c-f）不同反應(yīng)時間下制備的CsPbBr3納米片
從上圖可以發(fā)現(xiàn)，隨著反應(yīng)時間的延長（30 min~24 h）， CsPbBr3納米片側(cè)向尺寸不斷變化，發(fā)光峰位逐漸紅移，說明這種溶劑熱法可以通過控制反應(yīng)時間來調(diào)控納米片尺寸，進而精準調(diào)節(jié)發(fā)光峰位。
CsPbBr3納米片是以碳酸銫和溴化鉛表面包裹上長碳鏈的有機配體形成前驅(qū)體，在溶劑熱條件下(60?180 °C)合成的。另外，通過簡單地改變銫油酸或溴化鉛前驅(qū)體的加入量和加入順序，可以實現(xiàn)CsPbBr3納米片和Cs4PbBr6納米晶之間的可逆化轉(zhuǎn)變。
本研究中，作者使用了TEM、XRD、UV-Vis、穩(wěn)態(tài)熒光、瞬態(tài)熒光等多種表征方法。小編有幸采訪到原文的作者，翟偉同學，他介紹到：這次研究中的發(fā)光測試，使用的是Fluorolog-3型熒光光譜儀。這套儀器的靈敏度、穩(wěn)定性和分辨率都很高，為表征不同尺寸鈣鈦礦納米片發(fā)光峰位紅移提供了技術(shù)保障。
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