納米材料的均勻可控合成，是制約其規模化商用的根本問題之一。近年來，金屬鹵素鈣鈦礦納米晶（ABX3 perovskite nanocrystals，ABX3 PNCs）因其高度結構可調性、良好的光學性質等優點，在半導體光電器件、激光、傳感、催化、能源、環境、生物等領域具有廣泛應用，激起了科研工作者和企業的濃厚興趣。
然而，由于ABX3 PNCs本征的離子鹽特性，生成能低，導致其成核及生長十分迅速，如何可靠地、高重復性地合成高質量ABX3 PNCs具有重要挑戰。此外，離子鹽本征性質使得其表面配體容易脫離，純化亦是制備過程中的一大難點。
有鑒于此，德克薩斯州大學奧斯汀分校Brian A. Korgel教授對四大類經典ABX3 PNCs合成技術進行總結，對于ABX3 PNCs在不同研究領域展開應用提供了很好的幫助。
考慮到ABX3并不是一個物質，而是一類物質。基于不同產物，合成路徑不盡相同。本文對CsPbBr3, CsPbI3, CH3NH3PbI3和 Cs2AgBiBr6四種經典PNCs進行總結。以熱注入法為例，包含有二元前驅體注入和三元前驅體注入模式，而以反應類型劃分又包含離子置換反應模型和親核取代誘導反應等模型，并以CsPbI3 PNCs作為主要研究對象進行分析；
圖1. 熱注入法制備鈣鈦礦納米晶涉及的一些反應
圖2. 四種經典鈣鈦礦納米晶
由于PNCs本征離子鹽，其表面配體容易脫落，導致其穩定性較差，特別是極性穩定性。文章對常見的酸和胺配體在PNCs合成過程中扮演的角色，如尺寸均一性、晶相、熒光量子產率等進行了分析。
由于PNCs生成能低，成核及生長速度快（以CsPbBr3 PNCs為例，1-3 s即可完成），反應溫度、反應時間及反應停止時機等因素對于PNCs的合成影響巨大，合成條件的優化對于能否得到預期產品至關重要；
圖3. 常用配體
PNCs的純化影響最終產品的質量，因PNCs結構比較脆弱，在純化過程中，操作不當，往往容易導致PNCs表面配體脫落，表面能增大而導致納米晶二次生長變大，發光性能下降；此外亦會導致相變，如CsPbI3 PNCs 由α相變成d相。據此，文中對溶劑也進行了重點比對分析。同樣，TEM的制樣及圖像采集對PNCs的結構表征十分關鍵，文章最后對制樣方式及表征細節進行了介紹。
圖4. 離心純化的影響
圖5. 溶劑對純化的影響
圖6. 二次反溶劑純化處理
參考文獻：
Yangning Zhang, et al. A “Tips and Tricks” Practical Guide to the Synthesis of Metal Halide Perovskite Nanocrystals. Chem. Mater.,2020.
Doi: 10.1021/acs.chemmater.0c01735
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c01735
