第一作者：黃河
通訊作者：黃河，L. Polavarapu
通訊單位：慕尼黑大學(xué)
研究亮點(diǎn)：
1. 利用鈣鈦礦的自發(fā)結(jié)晶，合成不同類型和形貌的鈣鈦礦納米晶。
2. 合成簡(jiǎn)單迅速，并且可以大規(guī)模制備樣品。
3. 利用原位熒光光譜初步分析可能的形成機(jī)理。
鈣鈦礦量子點(diǎn)合成關(guān)鍵問(wèn)題
鈣鈦礦量子點(diǎn)的合成，是利用鈣鈦礦的最關(guān)鍵的一環(huán)，如何可控的大批量制備量子點(diǎn)，是一個(gè)值得探討的問(wèn)題，而且鈣鈦礦是如何形成的，對(duì)于優(yōu)化合成，拓展不同類型的鈣鈦礦至關(guān)重要。
成果簡(jiǎn)介
有鑒于此，慕尼黑大學(xué)黃河和L. Polavarapu報(bào)道了具有普適性的鈣鈦礦納米晶的合成，做到了多種形貌可調(diào)和大批量制備，并且對(duì)生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了初步分析。
圖1. 合成方法示意圖，以FA為例
要點(diǎn)1：簡(jiǎn)單和普適性合成策略
通過(guò)簡(jiǎn)單混合兩種前驅(qū)物的配合物溶液，可以得到鈣鈦礦納米晶。本文提供的方法通過(guò)將前驅(qū)物直接溶解在非極性溶劑中，反應(yīng)終產(chǎn)物由兩種前驅(qū)物溶液混合時(shí)自發(fā)地結(jié)晶產(chǎn)生。原則上，這種簡(jiǎn)便的合成方法可以很容易地應(yīng)用于一系列ABX3（其中A是一價(jià)陽(yáng)離子，B是鉛，X是鹵離子）鈣鈦礦納米晶。具體表征以及普適性的內(nèi)容，請(qǐng)參看文章原文。
圖2. 納米片和納米立方體形貌的FAPbI3
要點(diǎn)2：原位PL光譜揭示鈣鈦礦納米立方體結(jié)晶過(guò)程
通常情況下，大多數(shù)金屬和半導(dǎo)體納米晶的生長(zhǎng)是由晶種或者模板控制的，而納米晶的形狀可以通過(guò)前體濃度，配體和反應(yīng)溫度來(lái)控制。為了進(jìn)一步了解FAPbI3鈣鈦礦納米晶的生長(zhǎng)，作者在比色皿中進(jìn)行反應(yīng)并在原位監(jiān)測(cè)熒光光譜的變化。在混合前驅(qū)物后，兩個(gè)尖銳的PL峰立即出現(xiàn)在~620 nm和~640nm處，表明反應(yīng)進(jìn)行的非常快，這兩個(gè)PL峰分別對(duì)應(yīng)于厚度為3和4層的納米片。2 s后，640 nm處的PL峰紅移至~660 nm，而620nm處的峰保持不變。此外，在對(duì)應(yīng)于納米立方體的最終產(chǎn)物的接下來(lái)的5秒內(nèi)，出現(xiàn)680 nm處的新峰并且逐漸紅移至730 nm。在這個(gè)階段，在較短波長(zhǎng)發(fā)光具有量子尺寸效應(yīng)的納米晶已經(jīng)消失。由于極快的反應(yīng)，作者難以表征中間粒子的形態(tài)。但是作者觀測(cè)到了尺寸集中化的過(guò)程，如圖中所示。
圖3. 合成機(jī)理的初步探討
小結(jié)
這項(xiàng)研究通過(guò)鈣鈦礦的自發(fā)結(jié)晶可簡(jiǎn)單和大批量合成不同類型的鈣鈦礦納米晶，這將不僅打開(kāi)了通過(guò)形貌控制鈣鈦礦的新途徑，也為鈣鈦礦的優(yōu)化合成和擴(kuò)展應(yīng)用提供普適性策略。
參考文獻(xiàn)：
He Huang et al.Spontaneous Crystallization of Perovskite Nanocrystals in Nonpolar OrganicSolvents: A Versatile Approach for their Shape‐controlled Synthesis, Angew.Chem. Int. Ed, 2019.
DOI:10.1002/anie.201906862
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201906862
