近日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院研究員喻學鋒與副研究員李佳合作在鈣鈦礦/黑磷復合納米材料的研究領(lǐng)域取得新進展，通過簡單的液相制備工藝成功在黑磷納米片上原位生長全無機鈣鈦礦納米晶顆粒，制備出了零維鈣鈦礦/二維黑磷的低維異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出優(yōu)良的光電應(yīng)用潛力。相關(guān)成果In situ growth of all-inorganic perovskite nanocrystals on black phosphorus nanosheets發(fā)表于國際期刊《化學通訊》(Chemical Communications)。論文第一作者是助理研究員黃浩。

零維(0D)納米晶體或量子點分布于二維(2D)材料表面上，組成的低維復合體系近年來引起研究者的廣泛關(guān)注。這一結(jié)構(gòu)可以提供更多的自由度來設(shè)計各種量子系統(tǒng)，通過結(jié)合零維和二維材料各自的獨特優(yōu)勢，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，為實現(xiàn)高性能光電子應(yīng)用提供了新機遇。2D黑磷和0D鈣鈦礦各自擁有杰出的光電特性，將此二者結(jié)合必將為光電子學的基本原理探索和高性能光電器件應(yīng)用提供巨大支持，但相關(guān)研究尚未見報道。

在這項工作中，科研人員設(shè)計和構(gòu)建了一個全新的0D-2D低維復合材料體系，使用簡單的液相制備工藝，成功實現(xiàn)了全無機鈣鈦礦納米晶直接在黑磷納米片上的原位生長，獲得了結(jié)構(gòu)均勻、形貌可控和光電可調(diào)性優(yōu)異的高質(zhì)量低維復合材料。此復合材料將黑磷的優(yōu)異電學特性與鈣鈦礦納米晶或量子點材料獨一無二的光學特性相互結(jié)合，為實現(xiàn)高性能光電子器件提供了新的材料系統(tǒng)。

該項研究得到了國家自然科學基金、廣東省科技計劃項目、深圳市科技計劃項目等的資助。

鈣鈦礦納米晶顆粒在二維黑磷表面的原位生長示意圖