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兼具高发光效率和稳定性的超薄二维有机-无机杂化钙钛矿纳米片

来源: X-MOL 2017-08-18 10:21:29

单层或少层结构的二维纳米材料相比于同类基体材料往往具有独特的光学、电学等特征，是当今研究的热点。有机-无机杂化钙钛矿材料具有许多重要的特征，如光吸收能力强、优异的光致发光特性、较低的缺陷密度等。然而，具有二维结构的超薄钙钛矿纳米材料却鲜有报道。众所周知，二维纳米材料的性能与其厚度往往具有密切的关系。以层状钙钛矿材料为例，当厚度较小时，该材料将具有极强的光耦合作用、晶体结构弛豫以及荧光光谱位移等特殊现象。传统二维钙钛矿材料的制备方法仍存在许多问题，如何制备超薄二维钙钛矿材料仍是当今重要的挑战。

针对该问题，研究人员开发出多种合成方法。最常见的方法是直接将钙钛矿前驱体溶液滴到基底表面，随着溶剂蒸发，逐渐形成单层或少层的钙钛矿。然而这种方法得到的钙钛矿很难从基底取下。另外，机械剥离法也可以制备二维超薄钙钛矿材料，但是该方法很难可控地制备材料。

近日，新加坡南洋理工大学的张华教授（点击查看介绍）团队首次开发出一种快速简单的湿化学合成方法制备出超薄二维(C6H5CH2NH3)2PbX4（X=Cl、Br、I）钙钛矿纳米片材料。通过氯苯、氯仿、二氯甲烷等作为溶剂的对比实验，作者发现得到的二维纳米片材料的尺寸可以根据溶剂极性进行大幅度的调控。钙钛矿卤素结构的调控进一步证明了该材料的光致发光可调性。与传统的CH3NH3PbI3钙钛矿发光材料相比，该类超薄二维钙钛矿材料在潮湿、光照及高温条件下具有更优异的稳定性。这种材料兼具可调的发光特性、狭窄的发射谱线宽度、高量子产率及良好的稳定性等特点，将为今后二维钙钛矿材料的研究及应用提供重要的平台。这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是新加坡南洋理工大学的博士后研究员杨双。

材料学

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