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大連化物所揭示非鉛鈉铟基雙鈣钛礦納米晶動力學機理

儀表研發 2019年10月09日 08:43:14 來源:大連化學物理研究所人氣:12854
  【儀表网 儀表研發】近日,中國科學院大連化學物理研究所複雜分子體系反應動力學研究組研究員韓克利團隊揭示了非鉛鈉铟基雙鈣钛礦納米晶動力學機理。該團隊創新性地采用變溫熱注射法成功合成未摻雜及銀摻雜的非鉛雙鈣钛礦納米晶,銀摻雜納米晶展現出明亮的黃色熒光,並詳細討論了其自陷激子發光動力學機理。
 
  非鉛鈣钛礦納米晶由于其無毒性和穩定性引起人們的關注,成爲當下研究的熱點。尤其是具有三維結構和直接帶隙的铟基雙鈣钛礦納米晶被認爲是理想的發光材料,有望被用于照明領域。目前,未摻雜的铟基納米晶的熒光量子産率仍很低,未能達到人們的預期,主要由于其機理不清楚,制約著新型高效的鈣钛礦材料的設計和發展,需要進一步深入研究。
 
  本工作中,该团队创新性地采用变温热注射法,成功合成了高质量未掺杂及银掺杂直接带隙钠铟基非铅双钙钛矿纳米晶,该方法对非铅钙钛矿纳米晶的合成具有普适性。研究发现,未掺杂Cs2NaInCl6纳米晶几乎没有荧光,利用飞秒瞬态吸收技術证明其无荧光的原因是其自陷激子是暗态,且趋于非辐射复合。科研人员还发现,通过掺杂微量银,不仅能打破未掺杂Cs2NaInCl6纳米晶暗态自陷激子,使其转变为亮态自陷激子,而且还可以钝化纳米晶的缺陷。因此,Cs2NaInCl6: Ag纳米晶表现出明亮的黄光和更好的稳定性,荧光量子产率高达31.1%,其自陷激子动力学机理通过时间分辨荧光和飞秒瞬态吸收技術被进一步研究。该工作强调了合成方法优化和适当的元素掺杂对新型半导体材料设计的重要性,为寻找新型高性能纳米材料在光电子领域的应用提供了一种新的可行途径。
 
  上述工作得到国家自然科学基金重点项目等资助,并于近日发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)上。
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