日前，吉林大學超硬材料國家重點實驗室鄒勃教授、肖冠軍副教授科研團隊和材料科學與工程學院張立軍教授科研團隊在壓力誘導鈣鈦礦料發(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，全無機鉛鹵鈣鈦礦材料由于其優(yōu)異的光學性質(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鈣鈦礦材料，其正八面體彼此孤立，具有很強的量子限域效應(yīng)。然而遺憾的是，這種具有較強激子結(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)激子的復合發(fā)光，為提升零維鈣鈦礦材料的光學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)的學術(shù)思路，發(fā)現(xiàn)壓力可以成功誘導Cs4PbBr6納米晶發(fā)生結(jié)構(gòu)相變，實現(xiàn)了八面體扭曲程度的有效調(diào)控，從而實現(xiàn)了Cs4PbBr6納米晶的熒光從無到有，并逐漸增強。

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制，發(fā)現(xiàn)壓力誘導發(fā)光可歸因于自陷態(tài)激子光學活性的增強和自陷態(tài)激子結(jié)合能的增大。該工作加深了對低維發(fā)光鈣鈦礦材料的構(gòu)效關(guān)系及背后物理化學機制的理解，為設(shè)計、合成新型高效熒光鈣鈦礦納米材料提供了新思路。（來源：吉林大學）

該論文第一作者為吉林大學超硬材料國家重點實驗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。該工作是吉林大學科研團隊與鄭州大學盧思宇副教授、英國劍橋大學和上海高壓科學與技術(shù)先進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材料科學與工程學院劉準博士和楊東問博士完成。本工作得到了科技部重點專項、國家杰出青年基金、教育部長江學者獎勵計劃、中組部青年千人計劃、國家優(yōu)秀青年基金和吉林省長白山學者特聘教授等基金的資助。