2024年2月21日，Nature Communications（《自然•通讯》）在线发表了武汉大学方国家教授课题组和东莞理工学院周海特聘教授课题组关于纯碘全无机锡铅钙钛矿量子点的最新研究成果。
论文题为“Spontaneous crystallization of strongly confined CsSnxPb1-xI3 perovskite colloidal quantum dots at room temperature”（《纯碘全无机CsSnxPb1-xI3钙钛矿量子点在室温下的强限域自发结晶》，2024, 15:1609）。章楼文博士后为第一作者，方国家教授和周海特聘教授为共同通讯作者。 武汉大学物理科学与技术学院为通讯作者单位。
近年来，全无机卤化物钙钛矿量子点因其优异的光物理特性以及低成本的溶液法制备，在光电器件领域得到了广泛的应用。然而，由于热非平衡导致的相转变（亚稳态光活性钙钛矿相转变为稳定的非钙钛矿黄相），纯碘全无机钙钛矿量子点的室温合成仍然极具挑战性。另外，室温下该类卤化物晶体在非极性溶剂中的结晶速率非常快，极易形成较大尺寸的非钙钛矿相晶体。该项研究通过采用一个全新的室温反应体系，在贫Cs的反应环境中简便快速地实现纯碘全无机锡铅混合钙钛矿（CsSnxPb1-xI3）量子点的强限域自发结晶，其胶体溶液表现出明亮的黄光发射。通过改变Cs前驱体的用量，可以进一步调控产物的形貌尺寸和光学带隙。与相同工艺制备的本征CsPbI3量子点相比，CsSn0.09Pb0.91I3钙钛矿量子点显示出优异的黄光发射性能、延长的载流子寿命以及增强的结构稳定性。这主要得益于量子点强的量子尺寸效应、亚锡离子的钝化效应以及提高的缺陷形成能。此外，该室温强限域合成技术同样适用于宽带隙溴基和氯基全无机钙钛矿量子点以及碘基有机-无机杂化钙钛矿量子点的制备，具有很好的普适性。
该工作开创了纯碘全无机锡-铅混合钙钛矿量子点在室温环境中的可控合成，丰富了该类钙钛矿量子点的合成途径，填补了相关研究的空白。
该研究得到国家自然科学基金、湖北省重点研发计划项目以及2022年广东高校科研平台和项目的支持。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45945-1