研究人员的晶体工程将2D金属卤化物钙钛矿改性为1D纳米线

普渡大学的工程师开发了一种正在申请专利的方法，可以合成高质量的层状钙钛矿纳米线，该纳米线具有大的纵横比和可调的有机-无机化学成分

工程学院查尔斯·戴维森化学工程副教授、化学副教授窦乐天领导了一个国际团队，其中包括戴维森化学学院的博士后研究助理邵文浩和研究生助理金郑惠

“我们观察到各向异性发射偏振，每毫米3分贝以下的低损耗波导，以及每平方厘米20微焦耳以下的有效低阈值光放大，”他说。“这是由于1D纳米线内部独特的2D量子限制以及晶体质量的大幅提高。”

这项研究已发表在《科学》杂志上。窦和他的团队向普渡大学技术商业化创新办公室披露了他们的创新，该办公室已向美国专利商标局申请专利以保护知识产权

邵说，新方法与传统方法相比，层状金属卤化物钙钛矿，通常称为2D钙钛矿，可以在溶液中合成，并通过改变其组成来调节其光学和电子性能。它们很容易生长成大而薄的薄片，但一维材料的生长是有限的

“气相生长或光刻模板溶液相生长等传统方法具有很高的加工复杂性和成本，”他说。“它们的可扩展性和设计灵活性也有限。”

Kim说，普渡大学的方法使用有机模板分子，打破层状钙钛矿的面内对称性，并通过二次键相互作用诱导一维生长

“特别是，这些分子引入了面内氢键，这与卤化物钙钛矿的离子性质和八面体间距都兼容，”她说。“层状钙钛矿的纳米线可以很容易地组装成可定制的长度和高质量的空腔，为研究层状钙钛矿中的激光、光传播和各向异性激子行为提供一个理想的平台。”。“我们目前正在开发新的成分和结构，以进一步提高激光性能和稳定性。我们也在研究这些1D纳米结构的大规模图案化，以构建集成光子电路。我们也有兴趣与工业界合作，扩大化学和器件应用。”