近日，浙江大學(xué)材料學(xué)院何海平教授團(tuán)隊(duì)在提升準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜中放大自發(fā)輻射的穩(wěn)定性方面取得重要進(jìn)展，研究成果以“Long-term air-stable amplified spontaneous emission in quasi-2D perovskite films through ligand engineering”為題發(fā)表在國(guó)際*名學(xué)術(shù)期刊Journal of Materials Chemistry C (DOI: 10.1039/d4tc00915k)上。揚(yáng)州大學(xué)陳小鋒教授為第一作者，何海平教授、陳小鋒教授和陸國(guó)超博士為共同通訊作者。

鉛鹵鈣鈦礦薄膜因其優(yōu)異的光電特性和簡(jiǎn)單的溶液生長(zhǎng)工藝被認(rèn)為是一種*具前景的激光增益介質(zhì)材料。然而鈣鈦礦在空氣中較差的穩(wěn)定性制約了其進(jìn)一步發(fā)展，尤其是激光產(chǎn)生需要高密度的激發(fā)，這對(duì)鈣鈦礦的穩(wěn)定性提出了更大的挑戰(zhàn)。準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜中長(zhǎng)鏈胺配體的引入可以有效提升鈣鈦礦的穩(wěn)定性，在空氣中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的魯棒激光增益介質(zhì)方面*具前景，但不同長(zhǎng)鏈胺配體的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜表現(xiàn)出完*不同的性質(zhì)，而長(zhǎng)鏈胺配體具體的作用及其機(jī)制尚不明確。因此，尋找合適的長(zhǎng)鏈胺配體實(shí)現(xiàn)兼具優(yōu)異空氣穩(wěn)定性和低閾值的激射性能的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜仍然存在巨大的挑戰(zhàn)。

鑒于此，團(tuán)隊(duì)比較了幾種常見(jiàn)長(zhǎng)鏈胺配體的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜的空氣穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)基于辛基胺配體的準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜（OA-CsPbBr3薄膜）表現(xiàn)出優(yōu)異的空氣穩(wěn)定性，進(jìn)一步探究其機(jī)理發(fā)現(xiàn)空氣穩(wěn)定性可以歸因于良好的取向分布使得疏水的有機(jī)胺配體分布在鈣鈦礦薄膜表面。最終，OA-CsPbBr3薄膜表現(xiàn)出高性能的低閾值放大自發(fā)輻射（ASE），同時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的空氣穩(wěn)定性，在環(huán)境空氣中放置8個(gè)月依然可以保持穩(wěn)定的ASE輸出。研究結(jié)果證實(shí)了OA-CsPbBr3薄膜在空氣中長(zhǎng)期運(yùn)行的魯棒激光增益介質(zhì)方面的巨大潛力，也為提升鉛鹵鈣鈦礦薄膜穩(wěn)定性提供了新的見(jiàn)解。

OA-CsPbBr3薄膜中低閾值、空氣穩(wěn)定的放大自發(fā)輻射。

(a) 激發(fā)能量密度相關(guān)的PL光譜；(b) 發(fā)光峰強(qiáng)度、半峰寬與激發(fā)能量密度關(guān)系圖；(c) 和(d)分別為在激發(fā)能量密度大于和小于A(yíng)SE閾值時(shí)條紋相機(jī)成像圖；(e) 2倍閾值能量密度輻照下ASE強(qiáng)度的變化；(f)空氣中ASE閾值的長(zhǎng)期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

配置推薦

關(guān)于本文中準(zhǔn)二維鈣鈦礦薄膜的放大自發(fā)輻射（ASE）測(cè)試部分，超快時(shí)間分辨光譜數(shù)據(jù)使用卓立漢光公司的ST-10條紋相機(jī)獲得，穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜數(shù)據(jù)采用OmniFluo900穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀獲得。

ST-10條紋相機(jī)時(shí)間分辨率可達(dá)到5ps，可匹配多種焦長(zhǎng)光譜儀，快速追蹤超快發(fā)光的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。OmniFluo900為模塊化搭建結(jié)構(gòu)，通過(guò)搭配不同的光源、檢測(cè)器和各類(lèi)附件，為紫外/可見(jiàn)/近紅外發(fā)光測(cè)試提供綜合解決方案，也為鈣鈦礦發(fā)光器件、鈣鈦礦光伏器件及鈣鈦礦量子點(diǎn)的研發(fā)提供有利工具。

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