全无机CsPbX3（X = Cl，Br，I）型钙钛矿纳米晶体已在光电子器件领域中得到了广泛研究。由于铅的高毒性，人们一直在寻找铅的替代元素。非铅卤化钙钛矿型纳米晶因其低毒性，高稳定性和化学多样性而受到越来越多的关注。韩克利团队前期已开发一系列A3M'2X9（Angew. Chem. Int. Edit.，2017), A2MM'X6（J. Am. Chem. Soc.，2018; Angew. Chem. Int. Edit.，2018；Angew. Chem. Int. Edit.，2018；Angew. Chem. Int. Edit.，2019；Sci. China Chem.，2019；Sci. Bull.，2020；ACS Cent. Sci.，2020；J. Phys. Chem. Lett.，2020）和A2BX6（Angew. Chem. Int. Edit.，2020）型非铅钙钛矿纳米晶并揭示其发光动力学机理。然而，基于这些非铅钙钛矿型纳米晶的光电子器件研究进展有限。因此，通过揭示新型非铅钙钛矿纳米晶的载流子动力学，并依此将其有效地应用在光电子器件领域方面具有重要意义。
该团队首次报道了一系列空位有序的四重钙钛矿型胶体纳米晶，通过对Cs4MnBi2Cl12纳米晶合金化，可将其荧光量子产率提高近100倍。载流子超快动力学研究发现，在四重钙钛矿纳米晶Cs4MnBi2Cl12中，自由激子迅速自捕获为“自陷激子”，进而发生自陷激子辅助的给体—受体（Mn2+）能量转移过程。合金化可以消除与能量转移相互竞争的超快缺陷态捕获过程，并可提升纳米晶的结晶度，进而大幅度提升发光效率。基于合金化的四重钙钛矿纳米晶具有结晶度高、载流子寿命长等特性，该团队还制备了基于该纳米晶的光电探测器，该探测器具有超高响应度（0.98×104A/W），该灵敏度远高于以往报道的基于非铅钙钛矿纳米晶的光电探测器。四重钙钛矿型纳米晶为光电应用开辟了新的可能性。
相关研究结果发表在《先进材料》（Adv. Mater.）上。上述工作得到国家自然科学基金重点项目等资助。（文/图 杨斌、柏天新）
