【原】硅烷偶联剂包覆钙钛矿型复合氧化物颗粒/钙钛矿型复合氧化物La1xSrxFeO3纳米晶（定制）

齐岳生物在线 2021-02-26

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硅烷偶联剂包覆钙钛矿型复合氧化物颗粒/钙钛矿型复合氧化物La1xSrxFeO3纳米晶（定制）

金属卤化物钙钛矿因其在光电子领域的应用前景而备受关注。目前虽然对该材料的研究取得了许多喜人的进展，但仍有不少难题亟待探索。例如，由于CsPbBr3纳米晶的确切生长机理难以捉摸，导致现在对其进一步改进可控合成十分困难。除了合成钙钛矿纳米晶的合成机制外，另一个具有挑战性的课题是纳米晶如何组装排列形成三维超结构的机制。超级构是由纳米晶组成的一个更大的结构，可能具有特殊的光学性质。

使用原位荧光光谱监控高质量CsPbBr3纳米晶体的生长和冷却过程。并用时间分辨的瞬态吸收和超快光谱对合成后得到的材料进行分析。另外，还使用小角和广角X射线散射(SAXS，WAXS)直接对合成后的液体进行了分析。认为纳米晶体会在冷却过程中形成了超结构，而这个过程往往被研究人员们忽略了。通过对这个过程的分析，进一步提出基于自我大小选择模型来解释纳米晶的纯化过程。

图1. 原位跟踪荧光系统设计示意图。

为了了解钙钛矿纳米晶的形成过程，设计了一个原位荧光跟踪系统来检测热注射合成过程中材料的荧光强度。如图1所示，在紫外光辐照的反应烧瓶上进行原位探测将探测信号传输至CCD荧光光谱仪的光纤获取荧光光谱。

图2. a)合成过程荧光的变化。b)对应5 s(黑色)反应时间处的荧光光谱。

图2a表示在冰水中开始冷却过程中，荧光光谱演变与冷却时间的关系。光谱随时间发生红移，显示出两个不对称峰形。515 nm处的峰是反应后和冷却初始过程中形成的纳米晶的荧光峰。第二个峰略微延迟后上升，表明了超结构的形成。在冷却过程中，荧光强度持续增加。为了详细了解荧光光谱的变化过程，使用两个高斯曲线拟合了对应冷却时间5 s处的光谱，如图2b所示。一个峰(红色，纳米晶)位于516 nm处，而第二个峰(蓝色，超晶体)529 nm左右。

图3. a)CsPbBr3 超晶体TEM。b)单个超晶体TEM。

根据合成后CsPbBr3纳米晶的透射电子显微镜图像(图3，a和b)可以看出，合成后的产物种存在两种不同的种群。它们是尺寸分别大于和小于1微米的聚集体。对这些聚集体进行分析后发现，它们是由密集分布的纳米立方体组成的。在TEM中可以观察到小的立方结构(图3a和放大插图)。随着进一步分析单个较小的立方体，如图3b所示，并结合放大图，可以看到许多纳米立方体的小结构存在。