近日，我所复杂分子体系反应动力学研究组（1101组）韩克利研究员团队在非铅双钙钛矿纳米晶研究中取得新进展。该团队首次合成出具有立方相的非铅双钙钛矿Cs₂AgBiX₆（X=Cl，Br，I）纳米晶，并发现其热载流子具有超快的冷却时间（小于1ps，1ps=10^-12s），表明该材料是一种很好的发光材料。相关研究成果作为热点文章发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。

　　含铅钙钛矿纳米晶CsPbX₃（X=Cl，Br，I）具有吸光系数大，发光量子产率高，带隙易调节等优点，因此被广泛应用于发光二极管（LED）、纳米激光器、太阳能电池以及光电探测器等方向的研究。然而其中含有的重金属元素铅对环境和人类造成危害，限制了其商业化应用。寻找无毒且性能好的非铅钙钛矿成为当下的研究热点和难点。

　　科研人员尝试采用毒性较低的铋（Bi）元素来取代铅，形成低维钙钛矿结构。该团队曾于2017年首次成功合成出含Bi的非铅钙钛矿纳米晶Cs₃Bi₂Br₉（Angew. Chem. Int. Ed.），并揭示了其发光动力学机理。在此基础上，团队成员采用溶液法进一步合成了Cs₂AgBiBr₆双钙钛矿纳米晶，引入的Ag⁺离子可以和Bi³⁺离子形成三维立方相钙钛矿。同时，通过采用不同的卤元素（Cl，Br，I），可以实现该纳米晶在395-575nm范围内调节其发光光谱。科研人员通过热载流子动力学研究发现，该材料具有超快的热载流子冷却时间（小于1ps），该性能与含铅钙钛矿纳米晶热载流子动力学行为相似，这表明该非铅钙钛矿纳米晶很有可能取代目前的含铅钙钛矿纳米晶，有非常广阔的应用前景。此外，该研究还提出了通过减少表面缺陷来提高材料性能的新方案。

　　上述工作得到国家自然科学基金重点项目等基金的资助。（文/图 杨斌）