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兼具高發(fā)光效率和穩(wěn)定性的超薄二維有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦納米片

來(lái)源: X-MOL 2017-08-18 10:21:29

單層或少層結(jié)構(gòu)的二維納米材料相比于同類(lèi)基體材料往往具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)等特征，是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料具有許多重要的特征，如光吸收能力強(qiáng)、優(yōu)異的光致發(fā)光特性、較低的缺陷密度等。然而，具有二維結(jié)構(gòu)的超薄鈣鈦礦納米材料卻鮮有報(bào)道。眾所周知，二維納米材料的性能與其厚度往往具有密切的關(guān)系。以層狀鈣鈦礦材料為例，當(dāng)厚度較小時(shí)，該材料將具有極強(qiáng)的光耦合作用、晶體結(jié)構(gòu)弛豫以及熒光光譜位移等特殊現(xiàn)象。傳統(tǒng)二維鈣鈦礦材料的制備方法仍存在許多問(wèn)題，如何制備超薄二維鈣鈦礦材料仍是當(dāng)今重要的挑戰(zhàn)。

針對(duì)該問(wèn)題，研究人員開(kāi)發(fā)出多種合成方法。最常見(jiàn)的方法是直接將鈣鈦礦前驅(qū)體溶液滴到基底表面，隨著溶劑蒸發(fā)，逐漸形成單層或少層的鈣鈦礦。然而這種方法得到的鈣鈦礦很難從基底取下。另外，機(jī)械剝離法也可以制備二維超薄鈣鈦礦材料，但是該方法很難可控地制備材料。

近日，新加坡南洋理工大學(xué)的張華教授（點(diǎn)擊查看介紹）團(tuán)隊(duì)首次開(kāi)發(fā)出一種快速簡(jiǎn)單的濕化學(xué)合成方法制備出超薄二維(C6H5CH2NH3)2PbX4（X=Cl、Br、I）鈣鈦礦納米片材料。通過(guò)氯苯、氯仿、二氯甲烷等作為溶劑的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，作者發(fā)現(xiàn)得到的二維納米片材料的尺寸可以根據(jù)溶劑極性進(jìn)行大幅度的調(diào)控。鈣鈦礦鹵素結(jié)構(gòu)的調(diào)控進(jìn)一步證明了該材料的光致發(fā)光可調(diào)性。與傳統(tǒng)的CH3NH3PbI3鈣鈦礦發(fā)光材料相比，該類(lèi)超薄二維鈣鈦礦材料在潮濕、光照及高溫條件下具有更優(yōu)異的穩(wěn)定性。這種材料兼具可調(diào)的發(fā)光特性、狹窄的發(fā)射譜線(xiàn)寬度、高量子產(chǎn)率及良好的穩(wěn)定性等特點(diǎn)，將為今后二維鈣鈦礦材料的研究及應(yīng)用提供重要的平臺(tái)。這一成果近期發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是新加坡南洋理工大學(xué)的博士后研究員楊雙。

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