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钙钛矿纳米晶的发光特性

来自俄罗斯斯科尔泰克和德国路德维希马克西米兰大学(LMU)的一个国际研究小组对卤化物钙钛矿纳米晶体有了新的认识。它最近的研究揭示了这种有前途的光电材料的组成、光诱导晶格动力学和稳定性之间的复杂联系。

纳米晶体

图片来源:Leo Matyushkin/Shutterstock.com

钙钛矿纳米晶

在最近的研究中出版在里面自然通讯,科学家们考察了钙钛矿型纳米晶体(PNC),发现了有关其独特性质的新信息。

这项研究是在LMU和俄罗斯斯科尔特能源科技中心(CEST)进行的。SkoTechnology是与麻省理工学院(MIT)合作成立于2011的一所私立国际大学。

PNC有ABX3.成分,其中A=铯、甲基铵(MA)或甲脒(FA);B=铅或锡;X=氯化物、溴化物或碘化物。它们是一种半导体纳米晶体,作为量子点工作。

由于其特殊的能带结构,PNC几乎完全可以容忍缺陷。这也使得它们能够发出明亮的光而无需表面钝化。其他量子点如CdSe必须钝化才能发出明亮的光。

当纳米晶体的尺寸只导致微弱的量子限制时,PNC继续发光。这意味着无论多分散性如何,都可以产生具有窄发射线宽的纳米晶体。

PNCs新面貌

PNCs的结构是由晶格动力学演化而来的。这是在激光脉冲的激发下原子结构的过程,激光脉冲的持续时间比光源中振动模式的周期短。

利用飞秒泵浦探针光谱,研究人员实时观察了这些晶格动力学。光谱学方法收集了杂化卤化物PNC的相干晶格振动动力学数据。研究人员用原子模型来解释这些数据。

最近研究的发现

通过这种检查方法,研究人员发现了有关PNC的新信息。通过比较碘基PNC和溴基PNC的振动模式,他们发现碘基纳米晶体中的能量转移更加明显。

这归因于有机-无机卤化物PNC中有机部分与其无机骨架之间相互作用的变化。

这些结果可能为合理控制PNC的基本性质提供一种方法。这些性质包括光激发后的能量转移和载流子弛豫,并且可以通过组分变化来控制。

华体会双赢棋牌PNCs申请

PNCs是一类半导体纳米晶体,已被广泛应用于各种光电子学领域。它们被用于高性能激光器和led,甚至被研究作为光催化材料的潜力。

光催化剂可以通过光催化分解水将水转化为氢气。它们还可以通过吸附去除和破坏地下水中的有机污染物,用于水净化。

作为半导体纳米晶体,PNC显示出传统量子点所独有的特性。与体材料相比,PNCs表现出更高的光致发光量子产率。

除了这些理想的特性,纳米尺度的量子限制在PNC中也是可能的。这可能是调整纳米晶体光学特性的另一种技术。

与其他半导体材料相比,由金属卤化物钙钛矿制成的纳米晶在出现缺陷时也能发挥更好的作用。这是由于金属卤化物钙钛矿独特的电子性质。

参考文献和进一步阅读

德布纳特,塔沙尔(2021)相干振动动力学揭示了有机-无机卤化物钙钛矿纳米晶体中的晶格非谐性。自然通讯.https://doi.org/10.1038/s41467-021-22934-2.

Kobosko,Steven M.,Jeffrey T。DuBose和Prashant V。Kamat(2020)钙钛矿光催化。甲基紫精在CsPbBr中诱导超长寿命载流子分离3.纳米晶体。ACS能源信件. [[在线]https://doi.org/10.1021/acsenergylett.9b02573.

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本·皮尔金顿,MSt。

作者

本·皮尔金顿,MSt。

Ben Pilkington是一名自由撰稿人、编辑和校对者,拥有牛津大学英语文学硕士学位。他致力于清晰和引人入胜的书面交流,喜欢以相关和可理解的方式讲述复杂的技术性故事。

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    皮尔金顿,本。2021钙钛矿纳米晶的发光特性. AZoNano,查阅日期:2021年6月27日,//www.quint-software.com/article.aspx?ArticleID=5771.

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