溴化铅

祝贺河工大林靖和黄阳教授课题组在《Chem. Mater.》期刊发表重要论文早在2016年12月12日的《自然》上，就发布了一篇名为《2017 sneak peek：What the new year holds for science》的文章，其中提到科学家将会集中注意力研究一种叫做钙钛矿的奇迹材料。今天，钙钛矿材料已经非常火爆。那么，什么是钙钛矿呢？钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙相同晶体结构的材料，包括了数百种物质，拥有共同的结构式ABX3。钙钛矿材料从导体、半导体到绝缘体，范围为广泛。近年来，铅卤化物钙钛矿纳米材料以其优异的光学和电子性质，在LED显示、光伏电池、光电探测器等领域具有广阔的应用前景。然而，钙钛矿纳米材料的可控合成，一直是影响其未来应用的难题之一。 近，河北工业大学林靖和黄阳教授等人开发了一种简单、可控的溶剂热方法，合成了侧边（X、Y）尺寸可调、厚度（Z）固定的CsPbBr3超薄纳米片，并实现其与零维钙钛矿Cs4PbBr6 纳米晶的可逆相转变。相关论文以“Solvothermal Synthesis of Ultrathin Cesium Lead Halide Perovskite Nanoplatelets with Tunable Lateral Sizes and Their Reversible Transformation into Cs4PbBr6 Nanocrystals”为题发表在《Chem. Mater.》杂志上。这一研究，破解了钙钛矿纳米材料可控合成的难题，提供了一种新的可以通过控制反应时间来控制纳米片尺寸，进而获得发光峰位精确调控的有效途径，并为钙钛矿材料在未来显示、光电领域的应用夯实了基础。（a,b）不同反应时间下制备的CsPbBr3纳米片的PL发射光谱和UV-vis吸收光谱（c-f）不同反应时间下制备的CsPbBr3纳米片从上图可以发现，随着反应时间的延长（30 min~24 h）， CsPbBr3纳米片侧向尺寸不断变化，发光峰位逐渐红移，说明这种溶剂热法可以通过控制反应时间来调控纳米片尺寸，进而精准调节发光峰位。CsPbBr3纳米片是以碳酸铯和溴化铅表面包裹上长碳链的有机配体形成前驱体，在溶剂热条件下(60?180 °C)合成的。另外，通过简单地改变铯油酸或溴化铅前驱体的加入量和加入顺序，可以实现CsPbBr3纳米片和Cs4PbBr6纳米晶之间的可逆化转变。本研究中，作者使用了TEM、XRD、UV-Vis、稳态荧光、瞬态荧光等多种表征方法。小编有幸采访到原文的作者，翟伟同学，他介绍到：这次研究中的发光测试，使用的是Fluorolog-3型荧光光谱仪。这套仪器的灵敏度、稳定性和分辨率都很高，为表征不同尺寸钙钛矿纳米片发光峰位红移提供了技术保障。如果您对本报道的研究方法感兴趣，希望联系作者，或者想对本研究荧光光谱测试方法一探究竟，欢迎点击“阅读原文”留言，我们的荧光应用专家将乐于为您牵线并提供解答服务。扫描●识别●查看阅读英文原文HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。

近期，安光所孟钢研究员团队在无机钙钛矿三溴化铅铯(CsPbBr3)材料的制备和光电探测研究方面取得新进展，相关研究成果分别以《基于热压CsPbBr3块材的高性能平面型光电探测器》和《用于超灵敏弱光光电探测器的高质量CsPbBr3单晶的成核控制生长》为题分别发表于美国化学会(ACS)出版的Journal of Physical Chemistry Letters和英国皇家化学学会(RSC)出版的Journal of Materials Chemistry C上。 　　CsPbBr3材料因其优异的环境稳定性和光电特性是一种极有应用前景的新型光电材料。团队王时茂副研究员和博士生赵啸等人采用简单高效的粉末热压方法制备了形状规则、尺寸可控的CsPbBr3多晶块材(图1)。此外，研究团队还将溶液精炼策略引入CsPbBr3单晶的逆温度结晶生长过程中，获得了高质量的CsPbBr3单晶(图2)。基于CsPbBr3热压块材/单晶的光电探测器件表现出了超快的光响应，并且基于CsPbBr3单晶的光电探测器表现出了2.25 nW cm−2的极低检测限，表明其在弱光探测方面具有巨大潜力。本研究为制备高质量CsPbBr3材料提供了新的思路，并且有望应用于包括太阳电池、辐射探测器等在内的多种光电器件。 　　本研究获得国家自然科学基金、中科院百人计划、先进激光技术安徽省实验室主任基金等项目的资助。图1. 粉末热压制备CsPbBr3块材及其光电探测性能图2. 溶液精炼辅助逆温度结晶生长的高质量CsPbBr3单晶及其光电探测性能

人们对电子设备的便携性、多功能性和集成性的期待推动了可穿戴电子设备的快速发展。最近，摩擦电纳米发电机(TENGs)在能力收集、人机交互、医疗监测和自供电传感等方面引起了关注。遗憾的是，这类交互设备多由分隔的传感器和显示单元组成，因而总是需要一些笨重的设备或有线连接来将输出信号转换为人类易读出的形式。色彩提供了简单的传输信息的方法，其可调的颜色属性有望与传感器集成，为交互式信号的可视化开辟了新途径。金属卤化物钙钛矿具有特殊的光物理性质，为未来的可穿戴电子产品提供了新机会。然而，构建自供能、应变传感和显示等多功能特性一体化的光致发光传感系统是巨大的挑战。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所轻量化实验室研究员李清文与项目研究员张其冲等，提出了高效窄光致发光金属卤化物固体的水合成策略，进一步将其应用于自供电的可穿戴式光致发光传感器。科研人员利用这一策略，仅使用水作为溶剂便制备了盐壳金属卤化物固体(具有高效和狭窄的绿色排放，PLQY为87.3%)。其中，KBr盐提供了一个富溴的环境来钝化钙钛矿的表面缺陷，且作为基质来提高其稳定性。该绿色环保的制备策略可用于制备无色水性油墨和柔性光致发光薄膜。另外，该固态化合物可作为聚乙烯醇(PVA)的填料，用于TENG中的高性能正摩擦材料，所制备的TENG的输出性能是原始TENG的2.3倍。研究进一步构建了电压响应范围为0-100kPa、响应时间为125ms的可穿戴光致发光传感器，以检测人体的各种运动。研究显示，运用简单的水蒸发结晶策略即可制备高发射窄半高峰宽的金属卤化物固体，巧妙地引入溴化钾盐使得难溶于水的溴化铅完全溶解在水中，不仅赋予了材料高量子产率，而且提升了产物光和热稳定性。得益于水蒸发结晶策略，前驱体水溶液可制备成水性墨水，通过与水性聚合物混合可以制备出柔性荧光薄膜，并可以通过喷墨打印技术打印相关的图案。作为概念验证，研究还构建了电压响应范围为0-100kPa，响应时间为125ms的可穿戴光致发光压力传感器，未来有望构建同时具有显示-传感一体化自供电集成器件，检测人体的各种运动。该研究为高发射的金属卤化物固体的合理设计提供了指导，并为扩展其在多功能可穿戴荧光传感器中的应用提供了参考。相关研究成果以Robust Salt-Shelled Metal Halide for Highly Efficient Photoluminescence and Wearable Real-Time Human Motion Perception为题，发表在Nano Energy上。研究工作得到中科院和江苏省青年基金项目的支持。该研究由苏州纳米所、华东理工大学、新加坡南洋理工大学、上海交通大学的科研人员合作完成。图1.固态盐壳金属卤化物的制备图2.固态金属卤化物的稳定性及其柔性应用图3.固态金属卤化物在传感领域的应用