大連化物所開發出新型非鉛雙鈣鈦礦納米晶

中國粉體網訊  近日，中國科學院大連化學物理研究所復雜分子體系反應動力學研究組研究員韓克利團隊開發出一種新型非鉛雙鈣鈦礦納米晶，并詳細討論了其激發態載流子動力學機理，相關研究成果發表于《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。

用于光伏或發光體系的雙鈣鈦礦的結構通式為A₂MM'X₆，其中A為一價陽離子（Cs+，CH₃NH³⁺等），M為一價金屬陽離子（Ag⁺，Au⁺，Cu⁺等），M'為三價金屬陽離子（Bi3⁺，In3⁺，Sb³⁺等），X為鹵素陰離子（Cl^-，Br^-，I^-）。非鉛雙鈣鈦礦材料因為具有和含鉛鈣鈦礦相似的三維結構，在替代含鉛鈣鈦礦方面具有較大的優勢。

目前非鉛雙鈣鈦礦材料的性能和含鉛鈣鈦礦相比仍有較大差距，原因主要有兩方面：一方面是材料的合成及穩定性的挑戰，雖然雙鈣鈦礦理論上的組合有成千上萬種，然而真正可以合成并穩定存在的并不多；另一方面缺乏對雙鈣鈦礦材料載流子動力學機理的深入理解，這也是導致其性能無法提高的根本原因。

該團隊研究人員合成出Cs₂AgSbX₆（X：Br，Cl）雙鈣鈦礦納米晶，其中，Cs₂AgSbBr₆納米晶作為一種新型雙鈣鈦礦屬首次報道。該結果表明開發新型雙鈣鈦礦的納米晶是得到新型材料的有效途徑，并對后續開發具有指導作用。科研人員采用飛秒瞬態吸收光譜研究其激發態載流子動力學機理，發現在Ag-Sb雙鈣鈦礦納米晶中存在強烈的電荷-聲子耦合效應，可形成自陷態捕獲自由激子。此外，該雙鈣鈦礦納米晶在多激子相互作用下表現出緩慢的熱載流子冷卻過程，表明該材料有用于熱載流子光電子器件的潛質。

（中國粉體網編輯整理/青禾）