【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院蔣陽、童國慶教授課題組在非鉛零維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米晶研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Hydrolysis Reaction-Induced Phase Regulation of Sb-doped Zero-Dimensional Perovskite Cs-In-Cl Nanocrystals for Optoelectronic and Information Encryption Applications”為題發(fā)表在國際材料領(lǐng)域權(quán)威期刊《Advanced Functional Materials》上，文章第一作者為材料學(xué)院博士生李俊春，通訊作者是童國慶教授和蔣陽教授，合肥工業(yè)大學(xué)為唯一通訊單位。
全無機(jī)非鉛零維鈣鈦礦納米晶因其環(huán)境友好性、獨特的光電特性、優(yōu)秀的穩(wěn)定性和良好的溶液加工性能而備受關(guān)注，其相組成與結(jié)構(gòu)的調(diào)控是實現(xiàn)其在光電器件應(yīng)用中的重要環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的熱注法合成過程中，全無機(jī)非鉛鈣鈦礦納米晶的相組成調(diào)控依賴于反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間以及物料配比的改變，其反應(yīng)體系和反應(yīng)過程的復(fù)雜性使得其相組成的精細(xì)調(diào)控受到明顯的限制。
為此，研究團(tuán)隊首次提出利用合成過程中的水解反應(yīng)實現(xiàn)對零維(0D)鈣鈦礦 Cs-In-Cl：Sb納米晶相組成的精細(xì)調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)苯基膦酰二氯(PhPOCl?)的水解反應(yīng)可實現(xiàn)Cs-In-Cl: Sb納米晶從Cs?InCl?: Sb相到Cs?InCl?: Sb相轉(zhuǎn)變，并且Cs?InCl?: Sb相和Cs?InCl?: Sb相的生成比例可以通過水解反應(yīng)程度實現(xiàn)連續(xù)且精細(xì)的調(diào)控。在反應(yīng)過程中，含有短烷基鏈((CH?)?CH-)和羥基(-OH)的異丙醇(IPA)極性溶劑的加入，不僅提高了反應(yīng)溶劑油酸(OA)、油胺(OAm)及H?O的相溶性，還調(diào)節(jié)了醋酸鹽反應(yīng)前驅(qū)物的溶解度，有利于獲得良好配體鈍化的Cs?InCl?: Sb納米晶。研究還揭示了其隨熱處理溫度變化從Cs?InCl?: Sb到Cs?InCl?: Sb的可逆相變規(guī)律?；贑s?NaInCl?: Sb和Cs?InCl?: Sb構(gòu)建的白光發(fā)光二極管(WLED)表現(xiàn)出顯色指數(shù)高達(dá)88.3的優(yōu)異性能。當(dāng)溫度改變時，其WLED的CIE色坐標(biāo)從(0.3698, 0.3940)轉(zhuǎn)變?yōu)?0.3535, 0.4146)。此外，所制備的信息加密圖案具有極高的可讀性，且基于Cs?InCl?: Sb/PMMA的復(fù)合薄膜表現(xiàn)出優(yōu)異的發(fā)光性能、透光性、柔韌性及水穩(wěn)定性。該研究深化了對In基零維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米晶相調(diào)控機(jī)制的理解，為非鉛零維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米晶在WLED、信息加密技術(shù)及熒光復(fù)合薄膜等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的策略。
上述研究得到了國家自然科學(xué)基金、安徽省重點研究與開發(fā)計劃、安徽省自然科學(xué)基金、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費和黃山學(xué)者優(yōu)秀青年人才計劃等項目支持。
圖1 水解反應(yīng)誘導(dǎo)的 Cs-In-Cl: Sb納米晶結(jié)晶機(jī)制
圖2 基于Cs?NaInCl?: Sb和Cs?InCl?: Sb構(gòu)筑的WLED的性能表征
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