2016-02-29 福建物質結構研究所
語音播報
滷化鉛鈣鈦礦無機-有機雜化材料在光電子器件、太陽能電池、催化、離子交換和快離子導體等方面具有重要應用價值，作為新型光伏材料備受科學家關注，其光電轉換效率已迅速刷新到20%，並有望達到晶體矽電池25%的水平。這類材料的半導體性能主要來源於雜化材料中的無機骨架部分，目前研究主要集中在三維鈣鈦礦無機結構和二維層狀無機結構上。尋找具有新型滷化鉛結構的雜化材料或可成為解決當前這類材料穩定性不好和導電性能差的一個解決方案。
中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員郭國聰和徐剛領導的攻關團隊在國家自然科學基金等項目資助下，製備了2例結構非常罕見的具有三維無機開放骨架結構的滷化鉛雜化化合物。這2例化合物在空氣中較為穩定，且粉末壓片導電性能測試結果表明其中一個化合物導電率比文獻中碘化鉛鈣鈦礦單晶導電率還要高1個數量級。更為有趣的是，研究發現黃/橙光發射的滷化鉛無機框架可以和藍光發射的有機組分協同作用，實現發光調製。利用這一原理，該攻關團隊獲得了顯色指數CRI（color rendering index）值高達96的白光發射，突破了目前單組份白光發射材料CRI小於90的壁壘。這類同時具有導電和發光性能的材料在發光二極體等領域具有潛在的應用價值，相關研究工作發表在Chem. Sci.2015, 6, 7222。
隨後，受碳納米管結構的啟發，該攻關團隊合成了由[PbII18I54(I2)9]大輪簇通過I-I共價鍵構成的金屬滷化物納米管晶態陣列結構。已有報導的輪簇主要是V、Mo、Cr、W、Nb等金屬的配合物框架或者多酸類化合物，但以金屬滷化物構成的輪簇，這是首例報導。研究發現其電導率沿著納米管延伸的方向比垂直於納米管的方向在常溫下高一個量級，並且具有強的溫度敏感性。該材料的成功製備為連接一維納米管材料和滷化鉛鈣鈦礦材料這兩個結構截然不同但各具特色的熱點研究領域建立了物質橋梁。相關研究結果發表在Angew. Chem. Int. Ed.2016, 55, 514，並被選為該期刊的Frontispiece。以上2項工作被Materials Views，X-Mol等新聞媒體以《一維納米管陣列或為滷化鉛鈣鈦礦提供新思路》等為題進行報導。
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福建物構所滷化鉛雜化半導體材料研究獲進展
滷化鉛鈣鈦礦無機-有機雜化材料在光電子器件、太陽能電池、催化、離子交換和快離子導體等方面具有重要應用價值，作為新型光伏材料備受科學家關注，其光電轉換效率已迅速刷新到20%，並有望達到晶體矽電池25%的水平。這類材料的半導體性能主要來源於雜化材料中的無機骨架部分，目前研究主要集中在三維鈣鈦礦無機結構和二維層狀無機結構上。尋找具有新型滷化鉛結構的雜化材料或可成為解決當前這類材料穩定性不好和導電性能差的一個解決方案。
中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員郭國聰和徐剛領導的攻關團隊在國家自然科學基金等項目資助下，製備了2例結構非常罕見的具有三維無機開放骨架結構的滷化鉛雜化化合物。這2例化合物在空氣中較為穩定，且粉末壓片導電性能測試結果表明其中一個化合物導電率比文獻中碘化鉛鈣鈦礦單晶導電率還要高1個數量級。更為有趣的是，研究發現黃/橙光發射的滷化鉛無機框架可以和藍光發射的有機組分協同作用，實現發光調製。利用這一原理，該攻關團隊獲得了顯色指數CRI（color rendering index）值高達96的白光發射，突破了目前單組份白光發射材料CRI小於90的壁壘。這類同時具有導電和發光性能的材料在發光二極體等領域具有潛在的應用價值，相關研究工作發表在Chem. Sci.2015, 6, 7222。
隨後，受碳納米管結構的啟發，該攻關團隊合成了由[PbII18I54(I2)9]大輪簇通過I-I共價鍵構成的金屬滷化物納米管晶態陣列結構。已有報導的輪簇主要是V、Mo、Cr、W、Nb等金屬的配合物框架或者多酸類化合物，但以金屬滷化物構成的輪簇，這是首例報導。研究發現其電導率沿著納米管延伸的方向比垂直於納米管的方向在常溫下高一個量級，並且具有強的溫度敏感性。該材料的成功製備為連接一維納米管材料和滷化鉛鈣鈦礦材料這兩個結構截然不同但各具特色的熱點研究領域建立了物質橋梁。相關研究結果發表在Angew. Chem. Int. Ed.2016, 55, 514，並被選為該期刊的Frontispiece。以上2項工作被Materials Views，X-Mol等新聞媒體以《一維納米管陣列或為滷化鉛鈣鈦礦提供新思路》等為題進行報導。
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福建物構所滷化鉛雜化半導體材料研究獲進展