近日，中科院大連化物所韓克利研究員帶領復雜分子體系反應動力學研究團隊在非鉛雙鈣鈦礦納米晶研究中取得新進展。首次合成出具有立方相的非鉛雙鈣鈦礦Cs2AgBiX6（X=Cl，Br，I）納米晶，并發現其熱載流子具有超快的冷卻時間（小于1ps，1ps=10-12s），表明該材料是一種很好的發光材料。相關研究成果發表在《德國應用化學》上。
含鉛鈣鈦礦納米晶CsPbX3（X=Cl，Br，I）具有吸光系數大，發光量子產率高，帶隙易調節等優點，因此被廣泛研究于發光二極管（LED）、納米激光器、太陽能電池以及光電探測器等方向。然而其中含有的重金屬元素鉛對環境和人類造成危害，限制了其商業化應用。尋找無毒且性能好的非鉛鈣鈦礦成為當下的研究熱點和難點。
科研人員嘗試采用毒性較低的鉍（Bi）元素來取代鉛，形成低維鈣鈦礦結構。該團隊曾于2017年首次成功合成出含Bi的非鉛鈣鈦礦納米晶Cs3Bi2Br9（Angew. Chem. Int. Ed.），并揭示了其發光動力學機理。在此基礎上，團隊成員采用溶液法進一步合成了Cs2AgBiBr6雙鈣鈦礦納米晶，引入的Ag+離子可以和Bi3+離子形成三維立方相鈣鈦礦。同時，通過采用不同的鹵元素（Cl，Br，I），可以實現該納米晶在395-575nm范圍內調節其發光光譜。通過熱載流子動力學研究發現，該材料具有超快的熱載流子冷卻時間（小于1ps），該性能與含鉛鈣鈦礦納米晶熱載流子動力學行為相似，這表明該非鉛鈣鈦礦納米晶很有可能取代目前的含鉛鈣鈦礦納米晶，有非常廣闊的應用前景。此外，本項研究中還提出了通過減少表面缺陷來提高材料性能的新方案。
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