【引語】
2016年9月27日，楊培JACS網(wǎng)站在線發(fā)表了題為“Ultrathin Colloidal Cesium Lead Halide Perovskite Nanowires”的超材料文章，通訊作者為加州大學(xué)伯克利分校的細(xì)膠楊培東教授。在這篇快訊（communication）文章中，體銫研究人員報(bào)道了利用無催化劑膠體合成以及逐步純化步驟制備亮度可觀的鉛鹵超細(xì)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)納米線的方法。
【成果簡(jiǎn)介】
直徑小于激子波爾半徑甚至達(dá)到原子水平（小于3nm）的化物超細(xì)半導(dǎo)體納米線以其獨(dú)特的長(zhǎng)徑比在過去數(shù)年里引起了極大的關(guān)注。此外，鈣鈦這種納米線擁有巨大的礦納表面以及由量子限域效應(yīng)引發(fā)的獨(dú)特性質(zhì)，這些特點(diǎn)使得其可以作為連接納米材料與分子的米線模型系統(tǒng)加以研究。然而，楊培目前的超材料納米線尺寸只能控制在8nm左右，而這樣的細(xì)膠尺寸正處在激子波爾半徑的邊界上，因此只能表現(xiàn)出非常弱的體銫激子限域。
楊培東課題組的鉛鹵研究人員發(fā)展了一種能夠制備尺寸高度均一的超細(xì)單晶CsPbBr3納米線。這種納米線的化物直徑在2.2 ± 0.2 nm，比CsPbBr3激子波爾半徑（7nm）還要小，經(jīng)過純化和表面處理，這種納米線的光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQY）可以達(dá)到30%。此外，通過陰離子交換反應(yīng)，研究人員在維持納米線超細(xì)形貌的前提下可以操控其中的鹵素成分，從而實(shí)現(xiàn)納米線光學(xué)性質(zhì)的調(diào)控。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1：超細(xì)CsPbBr3納米線的純化過程
該項(xiàng)研究利用乙酸乙酯（EA）作為反溶劑（antisolvent），通過加入不同體積的EA逐步地將納米線從其他雜志中分離出來。這種逐步純化技術(shù)能夠?qū)悠樊a(chǎn)率提高到90%以上。圖1的TEM圖像還顯示，當(dāng)樣品在TEM網(wǎng)格中干燥時(shí)，納米線會(huì)趨向于平行排列并且形成密集堆積的高度有序陣列結(jié)構(gòu)。
圖2：高度有序納米線陣列的表征
(a) 超細(xì)CsPbBr3納米線的SAXS以及XRD；
(b) 單根超細(xì)CsPbBr3納米線的像差校正HRTEM（AC-HRTEM）圖像；
(c, d) 圖b中紅色選取的偽色圖像（false-colored image）及對(duì)應(yīng)的衍射圖樣；
(e, f) 斜方晶系CsPbBr3納米線的模擬AC-HRTEM圖像及其對(duì)應(yīng)的衍射圖樣；
(g, h) 立方晶系CsPbBr3納米線的模擬AC-HRTEM圖像及其對(duì)應(yīng)的衍射圖樣。
圖3：超細(xì)納米線的量子限域效應(yīng)
(a) 光學(xué)吸收（實(shí)線）和光致發(fā)光（虛線）光譜；
(b) CsPbBr3超細(xì)納米線、10±2nm納米線、納米晶以及納米板的低分辨TEM和AC-HRTEM圖像。
圖4：納米線陰離子交換過程
(a) 陰離子交換的超細(xì)納米線膠體溶液及相應(yīng)的鹵素離子交換的樣品光致發(fā)光光譜；
(b) Cl-和I-交換納米線的TEM圖像。
小結(jié)：
這篇文章發(fā)展了合成和純化超細(xì)納米線的方法，并用諸如AC-HRTEM等結(jié)構(gòu)表征技術(shù)分析了材料的晶體結(jié)構(gòu)。此外，研究人員還論證了陰離子交換反應(yīng)能夠調(diào)控納米線的光學(xué)性質(zhì)。強(qiáng)大的量子限域效應(yīng)與帶隙調(diào)控相結(jié)合使得這些超細(xì)納米線能夠作為研究一維鈣鈦礦鹵化物量子限域效應(yīng)的理想模型。
文獻(xiàn)鏈接：Ultrathin Colloidal Cesium Lead Halide Perovskite Nanowires（JACS, 2016, DOI: 10.1021/jacs.6b08373）
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