一、大學(xué)n低導(dǎo)讀

? ? ? ?鈣鈦礦材料其獨(dú)特的維異半導(dǎo)體特性，廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、質(zhì)結(jié)發(fā)光二極管、構(gòu)高熒光粉、發(fā)光光電探測(cè)和激光器等光電功能器件。大學(xué)n低其晶體維度、維異空間結(jié)構(gòu)、質(zhì)結(jié)光電性能和光物理過(guò)程等，構(gòu)高可以通過(guò)晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、發(fā)光組分調(diào)控、大學(xué)n低溫度和壓力等因素進(jìn)行調(diào)控。維異其中二維鈣鈦礦通過(guò)鹵素取代的質(zhì)結(jié)方式，改變晶格形變勢(shì)能和自俘獲自陷激子（STE）的構(gòu)高勢(shì)能外，鹵素取代增強(qiáng)晶體中電子-聲子耦合效率。發(fā)光這為調(diào)控二維鈣鈦礦中的電子-聲子耦合強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)功能應(yīng)用提供了一個(gè)通用可行的新思路。對(duì)低維鈣鈦礦材料的設(shè)計(jì)，例如零維和三維鈣鈦礦材料等，需要改進(jìn)設(shè)計(jì)思路，拓寬應(yīng)用范圍。

二、成果掠影

? ? ? ?本文通過(guò)提供一種有效策略，通過(guò)將金屬鹵化物鈣鈦礦顆粒嵌入絕緣主體基質(zhì)中，機(jī)械化學(xué)合成誘導(dǎo)異質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)異質(zhì)結(jié)構(gòu)配置增強(qiáng)Cs₄PbBr₆粉末的發(fā)光特性，零維銫-鉛-溴化鈣鈦礦 (Cs₄PbBr₆) 中觀察到的亮綠色發(fā)射引發(fā)了深入研究。通過(guò)對(duì)Cs₄PbBr₆粉末合成過(guò)程中光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性的時(shí)間依賴(lài)性評(píng)估的深入研究，結(jié)果顯示設(shè)計(jì)合成方案促進(jìn)了 Cs₄PbBr₆/CsPbBr₃異質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)延形成，為制備用于發(fā)光應(yīng)用的高發(fā)光鈣鈦礦發(fā)射器提供了關(guān)鍵見(jiàn)解。該項(xiàng)工作來(lái)自首爾國(guó)立大學(xué)Tae-Woo Lee、Jeongjae Lee和Keehoon Kang團(tuán)隊(duì)，題目為：“Mechanochemistry-driven engineering of 0D/3D heterostructure for designing highly luminescent Cs-Pb-Br perovskites”，發(fā)表在NATURE COMMUNICATIONS上。

三、核心創(chuàng)新點(diǎn)

1. 兩種前驅(qū)體鹽（CsBr 和 PbBr₂）和研磨球放入容器（氧化鋁罐）中并連續(xù)旋轉(zhuǎn)。該過(guò)程導(dǎo)致不同的 Cs-Pb-Br 鈣鈦礦零維 Cs₄PbBr₆、3D CsPbBr₃和 2D CsPb₂Br₅相。旋轉(zhuǎn)磨型機(jī)械化學(xué)制備（?MCS） 的慢反應(yīng)特性使得中間過(guò)程的細(xì)分成為可能分成幾個(gè)步驟，可以精確觀察中間相
2. Cs₄PbBr₆合成過(guò)程中對(duì)光學(xué)和結(jié)構(gòu)特性的時(shí)間依賴(lài)性，進(jìn)行深入的研究評(píng)估

? ? ? 3.設(shè)計(jì)合成方案促進(jìn)了 Cs₄PbBr₆/CsPbBr₃異質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)延形成

四、數(shù)據(jù)概論

圖1? 用于合成鈣鈦礦相的整個(gè) MCS 程序的示意圖? Year The Authors

圖2 MCS 過(guò)程中光學(xué)特性的時(shí)間演變和高發(fā)光綠色發(fā)射的起因探究? Year The Authors

圖3 通過(guò) PXRD 分析鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的時(shí)間演化? Year The Authors

圖4 Cs-Pb-Br多晶型物的組成演變和競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)路徑的基本動(dòng)力學(xué)? Year The Authors

圖5用于提高 CsPbBr₃-Cs₄PbBr₆異質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)射率的目標(biāo)設(shè)計(jì)合成路線? Year The Authors

五、成果展示

? ? ? ?在這項(xiàng)工作中，我們展示了一種有效的合成路線產(chǎn)生高度發(fā)光的不同相鈣鈦礦材料，跟蹤不同 Cs-Pb-Br 相的時(shí)間演變和0D Cs₄PbBr₆形成過(guò)程中的發(fā)射特性。經(jīng)過(guò)利用機(jī)械化學(xué)制備（MCS?） 過(guò)程，觀察到3D CsPbBr₃相先于 0D Cs₄PbBr₆相的生長(zhǎng)，并且 Cs₄PbBr₆在內(nèi)延中的延遲形成，能夠預(yù)先形成 CsPbBr₃顆粒，在樣品表面上觀察到綠色發(fā)射光的存在。

? ? ? ?由于MCS程序的簡(jiǎn)單性，本研究中建立的分析框架可以很容易地?cái)U(kuò)展到廣泛的鈣鈦礦相關(guān)材料。此外，高發(fā)射通過(guò)優(yōu)化 MCS 獲得的 CsPbBr₃-Cs₄PbBr₆ 產(chǎn)物，通過(guò)進(jìn)一步球磨減小尺寸來(lái)產(chǎn)生配體封端的納米晶體異質(zhì)結(jié)構(gòu)。這樣的 “自上而下”方法是一種很有前途的合成方法，為大規(guī)模金屬鹵化物鈣鈦礦的合成和功能化發(fā)光應(yīng)用提供新的設(shè)計(jì)思路。

參考文獻(xiàn)

Baek K-Y, Lee W, Lee J, et al. Mechanochemistry-driven engineering of 0D/3D heterostructure for designing highly luminescent Cs-Pb-Br perovskites [J]. Nature Communications, 2022, 13(1): 4263.

文獻(xiàn)鏈接：

DOI：10.1038/s41467-022-31924-x

作者：金爵