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全無機CsPbX₃（X = Cl，Br，I）型鈣鈦礦納米晶體已在光電子器件領(lǐng)域中得到了廣泛研究。由于鉛的高毒性，人們一直在尋找鉛的替代元素。非鉛鹵化鈣鈦礦型納米晶因其低毒性，高穩(wěn)定性和化學(xué)多樣性而受到越來越多的關(guān)注。韓克利教授團隊前期已開發(fā)一系列A₃M'₂X₉(Angew. Chem. Int. Edit. 2017), A₂MM'X₆(J. Am. Chem. Soc. 2018;Angew. Chem. Int. Edit. 2018;Angew. Chem. Int. Edit. 2018;Angew. Chem. Int. Edit. 2019;Sci. China Chem. 2019;Sci. Bull. 2020;ACS Cent. Sci. 2020;J. Phys. Chem. Lett. 2020)和A₂BX₆(Angew. Chem. Int. Edit. 2020)型非鉛鈣鈦礦納米晶并揭示其發(fā)光動力學(xué)機理。然而，基于這些非鉛鈣鈦礦型納米晶的光電子器件研究進展有限。因此，通過揭示新型非鉛鈣鈦礦納米晶的載流子動力學(xué)，并依此將其有效地應(yīng)用在光電子器件領(lǐng)域方面具有重要意義。

該團隊首次報道了一系列空位有序的四重鈣鈦礦型膠體納米晶。通過對Cs₄MnBi₂Cl₁₂納米晶合金化，可將其熒光量子產(chǎn)率提高近100倍。載流子超快動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在四重鈣鈦礦納米晶Cs₄MnBi₂Cl₁₂中，自由激子迅速自捕獲為“自陷激子”，進而發(fā)生自陷激子輔助的給體-受體（Mn²⁺）能量轉(zhuǎn)移過程。合金化可以消除與能量轉(zhuǎn)移相互競爭的超快缺陷態(tài)捕獲過程，并可提升納米晶的結(jié)晶度，進而大幅度提升發(fā)光效率。基于合金化的四重鈣鈦礦納米晶具有結(jié)晶度高、載流子壽命長等特性，團隊成員制備了基于該納米晶的光電探測器，該探測器具有超高響應(yīng)度（0.98×10⁴A/W）。該靈敏度遠高于以往報道的基于非鉛鈣鈦礦納米晶的光電探測器。該工作表明，四重鈣鈦礦型納米晶為光電應(yīng)用開辟了新的可能性。

上述工作得到了中國國家重點研究與發(fā)展計劃項目，國家自然科學(xué)基金，中國科學(xué)院科學(xué)儀器發(fā)展計劃等的支持。

參考資料

[1] 山大視點，韓克利教授團隊揭示非鉛四重鈣鈦礦納米晶及其高效光電探測器動力學(xué)機理，https://www.view.sdu.edu.cn/info/1021/145569.htm

[1] 論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202007215