作为当今炙手可热的明星材料，钙钛矿纳米材料因其优异的光电性能，超高的荧光量子产率及缺陷耐受性，有望作为新一代的高效电致化学发光（ECL）材料。然而，由于钙钛矿材料属于离子型半导体材料，环境敏感性成为制约其ECL发展的重要因素。目前提高钙钛矿纳米材料环境稳定性的方法大都有赖于在其外围形成致密的隔绝层，导致其界面电荷传输和物质扩散的难度增加，不利于ECL信号的产生。因此，在钙钛矿纳米材料的稳定性和电子输运效率方面寻找平衡点以达到最优化ECL效率是当前的研究重点。


近期，南京大学化学化工学院的李玲玲博士、陈子轩博士、朱俊杰教授等与南京医科大学的陈芸教授合作制备了一种集CsPbBr₃钙钛矿量子点、共反应剂、包覆硅基质于一体的纳米复合物，实现了CsPbBr₃量子点的高效、稳定ECL。他们通过在CsPbBr₃量子点和烷氧基硅烷的混合溶液中引入含不同功能基团的共反应剂，烷氧基硅烷的水解可使共反应剂与CsPbBr₃量子点同步嵌入硅基质中。一方面，外围硅基质可以降低外界环境对钙钛矿材料的影响从而提高其稳定性。另一方面，纳米复合物内部负载了大量CsPbBr₃量子点和共反应剂，二者之间的相互作用及电子传递距离缩短，能量损失减少，从而获得高效稳定的自增强ECL。研究发现，通过改变共反应剂的功能基团种类及数量，可以调控该钙钛矿三元纳米复合物的ECL效率，最高可达到传统的三联吡啶钌/三丙胺体系的10.2倍。该工作借助自增强ECL机制来解决钙钛矿纳米材料稳定性与ECL电荷传递、物质扩散之间的矛盾，为钙钛矿纳米材料的ECL研究提供了新的思路。
该工作以“Sustainable and Self‐Enhanced Electrochemiluminescent Ternary Suprastructures Derived from CsPbBr₃ Perovskite Quantum Dots”为题，于6月4日在线发表在材料研究领域的重要期刊 《Advanced Functional Materials》上（https://doi.org/10.1002/adfm.201902533）。 研究工作得到了国家自然科学基金、科技部国际合作项目等课题的资助。
（化学化工学院 科学技术处）