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 據(jù)悉，日前，吉林大學(xué)超硬材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄒勃教授、肖冠軍副教授科研團(tuán)隊(duì)和材料科學(xué)與工程學(xué)院張立軍教授科研團(tuán)隊(duì)在壓力誘導(dǎo)鈣鈦礦料發(fā)光的研究方面取得突破，該成果以“Pressure-induced emission of cesium lead halide perovskite nanocrystals”為題，于2018年10月29日在線發(fā)表在NatureCommunications雜志上。

近年來，全無機(jī)鉛鹵鈣鈦礦材料由于其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)、良好的穩(wěn)定性以及低廉的成本，在光伏電池、發(fā)光二極管（LED）、光電探測(cè)等領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。Cs4PbBr6是一類典型的零維全無機(jī)鈣鈦礦材料，其正八面體彼此孤立，具有很強(qiáng)的量子限域效應(yīng)。然而遺憾的是，這種具有較強(qiáng)激子結(jié)合能的鈣鈦礦納米材料，在常溫常壓下并沒有展現(xiàn)出領(lǐng)域可重復(fù)的熒光性質(zhì)（仍存在爭議），極大地限制了Cs4PbBr6鈣鈦礦材料的實(shí)際應(yīng)用。零維鈣鈦礦材料的發(fā)光特性與激子自陷態(tài)（ExcitonSelf-trapping）緊密相關(guān)，激子自陷態(tài)非常依賴于鈣鈦礦體系的維度，維度越低，越容易產(chǎn)生自陷態(tài)激子。調(diào)控鹵素鈣鈦礦的八面體扭曲程度，可以改善自陷態(tài)激子的復(fù)合發(fā)光，為提升零維鈣鈦礦材料的光學(xué)活性提供了有效途徑。基于此，鄒勃教授課題組提出了通過壓力效應(yīng)調(diào)控全無機(jī)零維鈣鈦礦Cs4PbBr6八面體骨架的扭曲程度，從而改善內(nèi)部激子自陷態(tài)發(fā)光性質(zhì)的學(xué)術(shù)思路，發(fā)現(xiàn)壓力可以成功誘導(dǎo)Cs4PbBr6納米晶發(fā)生結(jié)構(gòu)相變，實(shí)現(xiàn)了八面體扭曲程度的有效調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)了Cs4PbBr6納米晶的熒光從無到有，并逐漸增強(qiáng)。張立軍教授課題組基于第一性原理材料模擬，協(xié)力解釋了背后的物理機(jī)制，發(fā)現(xiàn)壓力誘導(dǎo)發(fā)光可歸因于自陷態(tài)激子光學(xué)活性的增強(qiáng)和自陷態(tài)激子結(jié)合能的增大。該工作加深了對(duì)低維發(fā)光鈣鈦礦材料的構(gòu)效關(guān)系及背后物理化學(xué)機(jī)制的理解，為設(shè)計(jì)、合成新型高效熒光鈣鈦礦納米材料提供了新思路。

該論文第一作者為吉林大學(xué)超硬材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在讀博士研究生馬志偉，通訊作者為肖冠軍副教授、張立軍教授、鄒勃教授。該工作是吉林大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)與鄭州大學(xué)盧思宇副教授、英國劍橋大學(xué)和上海高壓科學(xué)與技術(shù)先進(jìn)研究中心的馮曉蕾博士以及Simon A. T. Redfern教授的共同合作下完成的，其中第一性原理材料模擬由吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉準(zhǔn)博士和楊東問博士完成。本工作得到了科技部重點(diǎn)專項(xiàng)、國家杰出青年基金、教育部長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃、中組部青年千人計(jì)劃、國家優(yōu)秀青年基金和吉林省長白山學(xué)者特聘教授等基金的資助。