二维层状杂化钙钛矿微纳单晶板的可控合成

近年来，有机无机杂化钙钛矿材料引发学术界广泛的研究热潮。以三维钙钛矿材料为光吸收层的太阳能电池的光电转换效率已达到23%，可与晶体硅太阳能电池相媲美。二维层状钙钛矿呈现天然的多量子阱结构，通常具有高达几百meV的激子束缚能，远远高于三维钙钛矿的水平，因此常常会表现出一些非常重要的光学性能，如室温下尖锐的激子辐射、高效率的电致发光、较大的三阶光学非线性等，表现了它在发光二极管（LED）、激光器、光电探测器、电光开关等方面的重要应用潜力。

与体材料相比，低维纳米材料（如一维纳米线、二维纳米盘等）常常会表现出一些独特、优异的光电性能，在未来小型化、集成化的光电子器件以及基础物理研究中发挥重要的作用。二维层状杂化钙钛矿作为一类新的二维材料，为未来液相法制备相关光电子器件提供了新的机遇。然而迄今为止，关于它们的微纳单晶研究报道还十分有限。

最近，美国威斯康星大学麦迪逊分校的金松教授和浙江工业大学的马德伟副教授、博士生傅永平等在二维层状钙钛矿微纳单晶板的可控合成和研究方面取得了重要进展。研究成果在Nano Research 上在线发表。

该工作报道了一种简易的液相生长方法，实现了对二维层状钙钛矿(PEA)₂PbX₄(PEA= C₆H₅CH₂CH₂NH₃, X= Br, I) 微纳单晶的形貌和尺寸可控。他们通过巧妙设计“液相传输生长过程”，实现了层状钙钛矿在不同衬底之间的转移。该工作采用不同比例的PEA卤盐先驱体溶液，合成了一系列不同形貌的二维层状钙钛矿(PEA)₂PbX₄单晶板，且荧光发射光谱可以在紫外至绿光（410~530 nm）光谱间连续可调。该研究工作为开展二维层状材料的基础光物理研究，如非线性光学性能、量子限制效应、载流子动力学研究等提供了新的材料体系，同时也为合成其他二维钙钛矿体系提供了新的思路和方法。

该论文作者为：Dewei Ma, Yongping Fu, Lianna Dang, Jianyuan Zhai, Ilia A. Guzei and Song Jin

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Singe-crystal microplates of two-dimensional organic-inorganic lead halide layered perovskites for optoelectronics

Nano Res., 2017, DOI: 10.1007/s12274-016-1401-6