上善院王林军教授团队在《Inorganic Chemistry Frontiers》上发表最新研究成果

简介：氯基钙钛矿材料通常具有良好的紫外探测性能，但由于氯基金属共价健材料通常具有低溶解度的问题，很难通过溶液法生长出高质量的单晶。我们采用酸性（盐酸）和高DN值的路易斯碱（二甲基亚砜）混合溶剂大幅提高了CsmSbnClm+3n的溶解度，从而首次成功生长出了厘米级的高质量α-Cs3Sb2Cl9和Cs5Sb2Cl11单晶，并制备出了性能良好的可见盲紫外探测器。

近日，上善院王林军教授团队通过使用二甲基亚砜（DMSO）和盐酸（HCl）组成的混合溶剂显著提高了CsmSbnClm+3n的溶解度，且成功生长出了厘米级的高质量α-Cs3Sb2Cl9和Cs5Sb2Cl11单晶。基于这些单晶制备的可见盲紫外探测器表现出了优异的性能。

根据“相似相溶”的原理，从溶剂选择角度对CsmSbnClm+3n原料（SbCl3和CsCl）低溶解度原因进行了系统阐释，并研究尝试用混合溶剂来改善低溶解度问题。发现用二甲基亚砜（DMSO）和盐酸（HCl）组成的混合溶剂可以显著提高CsmSbnClm+3n的溶解度。为了进一步揭示在该混合溶剂下溶解度增加的原因，还研究了溶质在每种溶剂下的存在模式，并系统研究了溶液微观结构对溶解度的影响。与此同时，采用该混合溶剂生长的厘米级α-Cs3Sb2Cl9单晶具有较高的透过率（600 nm:87%）。基于Au/α-Cs3Sb2Cl9/Au结构的光电探测器具有低暗电流密度(91 pA cm−2)，优异的波长选择性(R360/R480 = 150)和快速的响应速度(tr = 21.7 ms，td = 104.4 ms)，这有力地证明了CsmSbnClm+3n在紫外领域的巨大应用潜力。

该最新研究成果以“Regulating the microscopic structure of solutions to synthesize centimeter-sized low-dimensional CsmSbnClm+3n perovskite single crystals for visible-blind ultraviolet photodetectors”为题，发表于《Inorganic Chemistry Frontiers》（2023年影响因子为7）。该论文第一作者为博士后王文贞，上海大学和上善院为第一和第二通讯单位，徐闰教授为通讯作者。

论文链接：

https://doi.org/10.1039/D3QI02153J