胶体卤化铅钙钛矿纳米晶作为新一代纳米半导体材料，具有一系列优异的光电性能，在各种应用中表现突出。然而，由于钙钛矿材料的离子性质，其反应速度极快，为了防止反应进入熟化阶段，通常需要在数十秒内终止反应，这对于合成高质量的纳米晶是一个重大挑战。经过多年的研究，目前仅有少数工作能够延长全无机CsPbBr3纳米晶的反应时间。与全无机钙钛矿相比，有机-无机混合钙钛矿具有更丰富的性能，其体相材料是目前高性能太阳能电池、发光二极管和其他光电应用的主流材料。然而，有机-无机杂化钙钛矿具有更强的离子性质，这使得该材料的合成更具挑战性，目前仍缺乏有效的方法合成高质量的有机-无机杂化钙钛矿纳米晶。
基于上述挑战，近日，苏州大学功能纳米与软物质研究院马万里教授和刘泽柯教授合作，首次开发了一种扩散控制的合成策略，大幅减缓了有机-无机杂化钙钛矿纳米晶的反应速率。该研究的核心思想是采用硫氰酸铅（PbSCN2）作为新型的反应前驱体，利用其在反应体系中的有限溶解度，实现单体的持续缓慢供给。这避免了反应中单体被快速消耗而导致的熟化问题，使得反应可以在很长的时间窗口内都维持尺寸聚集的生长模式。基于该策略，可以将有机-无机杂化钙钛矿纳米晶的反应时间从通常的数十秒延长到180分钟以上。该合成策略适用于所有有机-无机杂化钙钛矿纳米晶材料，所获得的纳米晶具有高度的尺寸均一性和接近100%的发光效率，并且能够进行批量化合成。该合成策略大幅延长了反应时间，为设计制备更加新颖的钙钛矿纳米晶结构（如核壳结构、异质结、掺杂等）提供了新的机遇。相关成果已在期刊Nature Synthesis上发表(DOI: 10.1038/s44160-024-00678-3)。论文第一作者为我院2024级博士生孙想。
国际光电领域著名专家、韩国首尔国立大学Tae-Woo Lee院士在Nature Synthesis 同期发表评论(DOI: 10.1038/s44160-024-00691-6)，对该工作给予了高度评价。
苏州大学申博渊教授团队、王亚星教授团队、日本电气通讯大学沈青教授团队分别在形貌表征和激子动力学表征方面为该研究作出重要贡献，该工作得到了科技部国家重点研发计划-政府间国际科技创新合作、国家自然科学基金重大研究计划等项目的支持。
图1. 有机-无机杂化钙钛矿纳米晶的生长机理示意图
图2. 有机-无机杂化钙钛矿FAPbI3纳米晶生长的原位荧光监测
文章网址：https://www.nature.com/articles/s44160-024-00678-3
文章题目：Diffusion-mediated synthesis of high-quality organic-inorganic hybrid perovskite nanocrystals
作者信息：Xiang Sun, Lin Yuan, Yang Liu, Guozheng Shi, Yumin Wang, Chunmeng Liu, Xuliang Zhang, Yaxin Zhao, Chenyu Zhao, Mengmeng Ma, Boyuan Shen, Yaxing Wang, Qing Shen, Zeke Liu* & Wanli Ma*
评论文章网址：https://www.nature.com/articles/s44160-024-00691-6
责任编辑：向丹婷、杜欣
