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科研进展 |去硅羟基化抑制缺陷与杂质相的形成提升介孔硅限域的钙钛矿纳米晶荧光效率

2024/03/04点击次数:

近日,维多利亚老品牌vic3308近海海洋环境科学国家重点实验室陈曦教授课题组与材料学院解荣军教授课题组合作,提出通过去羟基化高效提升介孔硅限域的钙钛矿纳米晶(LHP NCs)发光效率的策略,解决了以介孔硅为模板无配体法合成LHP NCs可控性较差的问题。相关成果以“Photoluminescence Enhancement in Silica-Confined Ligand-Free Perovskite Nanocrystals by Suppression of Silanol-Induced Traps and Phase Impurities”为题,发表于化学类顶级期刊Angewandte Chemie International Edition.


近年来LHP NCs以其优异的光学性能,受到科研界和产业界的重视,目前已被用于海水中氯离子、重金属离子、放射性物质等的传感与检测研究,并显示出优良的传感性能。因此设计和制备LHP NCs传感材料对海洋环境的监测具有重要作用。为了能够大批量合成高稳定性的LHP NCs供传感应用,以介孔硅为模板限域生长LHP NCs是一种较为有效的合成方法。然而,利用不同的介孔硅模板合成的无配体LHP NCs发光性能存在着较大的差异,这表明除了孔径大小外,其它的关键因素仍未得到较好的认识和控制,严重阻碍了介孔硅限域的LHP NCs大批量制备及传感应用。


鉴于此,团队深入研究了介孔硅界面的硅羟基活性基团对CsPbBr3 NCs的限域生长及其发光性能的影响,揭示了限域生长CsPbBr3 NCs的过程中硅羟基的吸附作用所造成的大量Cs+和Br空位缺陷及CsPb2Br5杂质相的生成。通过去硅羟基化能够有效抑制深层缺陷和杂质相的形成,显著提升介孔硅限域的LHP NCs的荧光量子效率(最高可提升160倍)。该研究成果为制备高质量介孔硅限域的LHP NCs提供新视角和参考依据,为设计和开发用于海洋环境污染物监测的高性能LHP NCs传感材料建立基础。


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该论文的第一作者为维多利亚老品牌vic33082017级博士生黄艺鹏,通讯作者为陈曦教授和解荣军教授。该研究获得国家自然科学基金促进海峡两岸科技合作联合基金(No. U2005212)和MEL自主研究课题的支持。


论文来源及链接

Yipeng Huang, Fangyuan Lin, Feiming Li, Jinwen Jin, Zhiyong Guo, Dongjie Tian, Rongjun Xie, Xi Chen, Photoluminescence Enhancement in Silica-Confined Ligand-Free Perovskite Nanocrystals by Suppression of Silanol-Induced Traps and Phase Impurities, Angew. Chem. Int. Ed., February 2024, e202402520.

https://doi.org/10.1002/ange.202402520


供稿|陈曦

编辑|朱佳

排版|陈蕾

审核|刘国坤 李权龙 马剑