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[材料资讯] 韩克利课题组揭示非铅四重钙钛矿纳米晶及其高效光电探测器动力学机理

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发表于 2021-1-26 15:28:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
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全无机非铅四重钙钛矿纳米晶发光动力学机理研究方面取得新进展。该团队报道了一系列新型非铅四重卤化物钙钛矿纳米晶的发光增强机制,并依此制备高性能光电探测器。

非铅四重钙钛矿纳米晶

非铅四重钙钛矿纳米晶
  全无机CsPbX3(X = Cl,Br,I)型钙钛矿纳米晶体已在光电子器件领域中得到了广泛研究。由于铅的高毒性,人们一直在寻找铅的替代元素。非铅卤化钙钛矿型纳米晶因其低毒性,高稳定性和化学多样性而受到越来越多的关注。韩克利团队前期已开发一系列A3M'2X9(Angew. Chem. Int. Edit.,2017), A2MM'X6(J. Am. Chem. Soc.,2018; Angew. Chem. Int. Edit.,2018;Angew. Chem. Int. Edit.,2018;Angew. Chem. Int. Edit.,2019;Sci. China Chem.,2019;Sci. Bull.,2020;ACS Cent. Sci.,2020;J. Phys. Chem. Lett.,2020)和A2BX6(Angew. Chem. Int. Edit.,2020)型非铅钙钛矿纳米晶并揭示其发光动力学机理。然而,基于这些非铅钙钛矿型纳米晶的光电子器件研究进展有限。因此,通过揭示新型非铅钙钛矿纳米晶的载流子动力学,并依此将其有效地应用在光电子器件领域方面具有重要意义。
  该团队首次报道了一系列空位有序的四重钙钛矿型胶体纳米晶,通过对Cs4MnBi2Cl12纳米晶合金化,可将其荧光量子产率提高近100倍。载流子超快动力学研究发现,在四重钙钛矿纳米晶Cs4MnBi2Cl12中,自由激子迅速自捕获为“自陷激子”,进而发生自陷激子辅助的给体—受体(Mn2+)能量转移过程。合金化可以消除与能量转移相互竞争的超快缺陷态捕获过程,并可提升纳米晶的结晶度,进而大幅度提升发光效率。基于合金化的四重钙钛矿纳米晶具有结晶度高、载流子寿命长等特性,该团队还制备了基于该纳米晶的光电探测器,该探测器具有超高响应度(0.98×104A/W),该灵敏度远高于以往报道的基于非铅钙钛矿纳米晶的光电探测器。四重钙钛矿型纳米晶为光电应用开辟了新的可能性。
  相关研究结果发表在《先进材料》(Adv. Mater.)上。上述工作得到国家自然科学基金重点项目等资助。(文/图 杨斌、柏天新)


        文章来源:
       韩克利,大连化物所1101组组长。1983年山东大学物理系本科毕业获理学学士学位,1986年中国科学院大连化学物理研究所获硕士学位,1990年中国科学院大连化学物理研究所获博士学位。美国加州大学、Emory大学和纽约大学的博士后和访问教授。1998年获“国家杰出青年基金”的支持。在国内外学术刊物上发表三百余篇学术论文,并被他人引用达一千多次。1999年“激光束与分子束反应动态学研究”获中国科学院自然科学奖一等奖,第一完成人;1999年获中国化学会青年化学家奖;2000年与美国纽约大学的张增辉教授一起获海外青年合作基金(杰出青年基金B);2000年获大连市十大青年科技标兵;国务院政府特殊津贴;第四届辽宁省优秀科技工作者;2000年度中国科学院沈阳分院突出贡献青年科技专家;2001年获中国科学院青年科学家奖;大连市优秀科技专家;2002年辽宁省优秀科技专家;2005年“分子反应动力学的几个前沿问题研究:理论与实验”获辽宁省自然科学奖一等奖。主持与参加十多项“973”等国家重大重点等项目。

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