合肥工业大学童国庆/蒋阳AFM:水解反应诱导的Sb掺杂零维钙钛矿Cs-In-Cl纳米晶体的相调控及其在光电和信息加密中的应用

文摘   2025-01-04 07:56   福建  

全无机非铅零维钙钛矿纳米晶因其环境友好性、独特的光电特性、优秀的稳定性和良好的溶液加工性能而备受关注,其相组成与结构的调控是实现其在光电器件应用中的重要环节。在传统的热注法合成过程中,全无机非铅钙钛矿纳米晶的相组成调控依赖于反应温度、反应时间以及物料配比的改变,其反应体系和反应过程的复杂性使得其相组成的精细调控的受到明显的限制。

为此,合肥工业大学蒋阳、童国庆教授课题组提出了一种利用合成过程中的水解反应实现对零维(0D)钙钛矿 Cs-In-Cl:Sb纳米晶相组成的精细调控策略。研究发现,通过调节苯基膦酰二氯(PhPOCl2)的水解反应可实现Cs-In-Cl: Sb纳米晶从Cs3InCl6: Sb相到Cs4InCl7: Sb相转变,并且Cs3InCl6: Sb相和Cs4InCl7: Sb相的生成比例可以通过水解反应程度实现连续且精细的调控。在反应过程中,含有短烷基链((CH3)2CH-)和羟基(-OH)的异丙醇(IPA)极性溶剂的加入,不仅提高了反应溶剂油酸(OA)、油胺(OAm)及HO的相溶性,还调节了醋酸盐反应前驱物的溶解度,有利于获得良好配体钝化的Cs4InCl7: Sb纳米晶。研究还揭示了其随热处理温度变化从CsInCl: Sb到CsInCl: Sb的可逆相变规律。基于CsNaInCl: Sb和CsInCl: Sb构建的白光发光二极管(WLED)表现出显色指数高达88.3的优异性能。当温度改变时,其WLED的CIE色坐标从(0.3698, 0.3940)转变为(0.3535, 0.4146)。此外,所制备的信息加密图案具有极高的可读性,且基于CsInCl: Sb/PMMA的复合薄膜表现出优异的发光性能、透光性、柔韧性及水稳定性。

该研究深化了对In基零维钙钛矿结构纳米晶相调控机制的理解,为非铅零维钙钛矿结构纳米晶在WLED、信息加密技术及荧光复合薄膜等领域的应用提供了新的策略。

J. Li, Z. Liu, G. Tong, B. Wang, H. Zhu, L. Shi, Y. Gao, P. Chen, Y. Jiang.

Hydrolysis Reaction-Induced Phase Regulation of Sb-doped Zero-Dimensional Perovskite Cs–In–Cl Nanocrystals for Optoelectronic and Information Encryption Applications. Adv. Funct. Mater. 2024, 202419509.

原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202419509.


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