近日，合肥工业大学材料科学与工程学院蒋阳、童国庆教授课题组在非铅零维钙钛矿结构纳米晶研究领域取得新进展。相关研究成果以“Hydrolysis Reaction-Induced Phase Regulation of Sb-doped Zero-Dimensional Perovskite Cs-In-Cl Nanocrystals for Optoelectronic and Information Encryption Applications”为题发表在国际材料领域权威期刊《Advanced Functional Materials》上，文章第一作者为材料学院博士生李俊春，通讯作者是童国庆教授和蒋阳教授，合肥工业大学为唯一通讯单位。

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受到明显的限制。

为此，研究团队首次提出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。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H₂O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Cs₄InCl₇: Sb到Cs₃InCl₆: Sb的可逆相变规律。基于Cs₂NaInCl₆: Sb和Cs₄InCl₇: 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Cs₄InCl₇: 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。

上述研究得到了国家自然科学基金、安徽省重点研究与开发计划、安徽省自然科学基金、中央高校基本科研业务费和黄山学者优秀青年人才计划等项目支持。

图1 水解反应诱导的 Cs-In-Cl: Sb纳米晶结晶机制

图2 基于Cs₂NaInCl₆: Sb和Cs₄InCl₇: Sb构筑的WLED的性能表征

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

新闻链接：https://news.hfut.edu.cn/info/1011/70642.htm

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