來源：中國科學(xué)報
發(fā)布時間：2021-01-29
本報訊（記者卜葉 通訊員楊斌）近日，中科院大連化學(xué)物理研究所研究員韓克利團隊報道了一系列新型非鉛四重鹵化物鈣鈦礦納米晶的發(fā)光增強機制，并依此制備高性能光電探測器。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《先進(jìn)材料》。
全無機CsPbX3型鈣鈦礦納米晶體已在光電子器件領(lǐng)域中得到了廣泛研究。由于鉛的高毒性，人們一直在尋找鉛的替代元素。非鉛鹵化鈣鈦礦型納米晶因其低毒性、高穩(wěn)定性和化學(xué)多樣性而受到越來越多的關(guān)注。韓克利團隊前期已開發(fā)一系列非鉛鈣鈦礦納米晶并揭示了其發(fā)光動力學(xué)機理。然而，基于這些非鉛鈣鈦礦型納米晶的光電子器件研究進(jìn)展有限。因此，通過揭示新型非鉛鈣鈦礦納米晶的載流子動力學(xué)，并依此將其有效地應(yīng)用在光電子器件領(lǐng)域具有重要意義。
此次，該團隊首次報道了一系列空位有序的四重鈣鈦礦型膠體納米晶，通過對納米晶合金化，可將其熒光量子產(chǎn)率提高近100倍。載流子超快動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在該納米晶中，自由激子迅速自捕獲為“自陷激子”，進(jìn)而發(fā)生自陷激子輔助的給體—受體能量轉(zhuǎn)移過程。合金化可以消除與能量轉(zhuǎn)移相互競爭的超快缺陷態(tài)捕獲過程，并可提升納米晶的結(jié)晶度，進(jìn)而大幅度提升發(fā)光效率。基于合金化的四重鈣鈦礦納米晶具有結(jié)晶度高、載流子壽命長等特性，該團隊還制備了基于該納米晶的光電探測器。該探測器具有超高響應(yīng)度，靈敏度遠(yuǎn)高于以往報道的基于非鉛鈣鈦礦納米晶的光電探測器。
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