乔治亚理工学院Nature Synthesis：钙钛矿纳米棒合成新突破

NSCD 8个月前 (06-02) 1195浏览

【导读】

由于钙钛矿材料本身的高离子性化合物的属性，其纳米晶的合成化学与传统高共价性半导体化合物纳米晶的合成化学差别较大。如何突破钙钛矿高本征结构对称性和高离子性的限制，合成形貌均匀的高度结构各向异性的一维钙钛矿纳米棒是深入研究形貌-性能关系的基础，也是扩展其应用的重要前提。

【成果掠影】

近日，乔治亚理工学院Zhiqun Lin团队在NatureSynthesis上发表了新的研究论文，采用一类单分子纳米反应容器可以实现形貌均匀的一维钙钛矿纳米棒的生长并在较大范围内对纳米棒的长径比进行调控（D≈7-16nm；L≈40-220nm）。在本研究中，作者首先设计并合成了一系列圆柱形单分子双亲纳米反应容器。随后，向该反应容器中填入钙钛矿前驱体并进行原位结晶合成了具有不同长径比的、形貌均匀的钙钛矿纳米棒。该合成方法不仅可以定制一维铅基钙钛矿纳米棒，还可以推广至合成非铅钙钛矿纳米棒。在此基础上，作者对结构高度各向异性的一维钙钛矿纳米棒的光电性能进行了系统研究。光谱测试表明，轴向尺寸和径向尺寸对钙钛矿纳米棒的光电性能均有影响。其中，减小纳米棒径向尺寸有利于增强量子限域效应，使得激子发光寿命变短同时发光量子效率大幅提升。相反的，纳米棒轴向尺寸的增加导致激子寿命变长和量子效率降低，这主要是因为在弱束缚条件下自由载流子被缺陷束缚的概率增加所导致。此外，通过调控长径比可显著增强一维纳米棒的光学各向异性，获得具有高偏振度的线偏光。同样值得强调的是，使用该合成方法可以在钙钛矿纳米棒表面形成一层polystyrene（PS）壳层，从而大幅提升钙钛矿纳米棒的光、热、对极性溶剂的稳定性。相关研究文章以“Metal halide perovskite nanorods with tailored dimensions, compositions and stabilities”发表在Nature Synthesis上。