近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員喻學(xué)鋒與副研究員李佳合作在鈣鈦礦/黑磷復(fù)合納米材料的研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，通過簡單的液相制備工藝成功在黑磷納米片上原位生長全無機(jī)鈣鈦礦納米晶顆粒，制備出了零維鈣鈦礦/二維黑磷的低維異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出優(yōu)良的光電應(yīng)用潛力。相關(guān)成果In situ growth of all-inorganic perovskite nanocrystals on black phosphorus nanosheets發(fā)表于國際期刊《化學(xué)通訊》(Chemical Communications)。論文第一作者是助理研究員黃浩。

零維(0D)納米晶體或量子點(diǎn)分布于二維(2D)材料表面上，組成的低維復(fù)合體系近年來引起研究者的廣泛關(guān)注。這一結(jié)構(gòu)可以提供更多的自由度來設(shè)計(jì)各種量子系統(tǒng)，通過結(jié)合零維和二維材料各自的獨(dú)特優(yōu)勢，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，為實(shí)現(xiàn)高性能光電子應(yīng)用提供了新機(jī)遇。2D黑磷和0D鈣鈦礦各自擁有杰出的光電特性，將此二者結(jié)合必將為光電子學(xué)的基本原理探索和高性能光電器件應(yīng)用提供巨大支持，但相關(guān)研究尚未見報(bào)道。

在這項(xiàng)工作中，科研人員設(shè)計(jì)和構(gòu)建了一個全新的0D-2D低維復(fù)合材料體系，使用簡單的液相制備工藝，成功實(shí)現(xiàn)了全無機(jī)鈣鈦礦納米晶直接在黑磷納米片上的原位生長，獲得了結(jié)構(gòu)均勻、形貌可控和光電可調(diào)性優(yōu)異的高質(zhì)量低維復(fù)合材料。此復(fù)合材料將黑磷的優(yōu)異電學(xué)特性與鈣鈦礦納米晶或量子點(diǎn)材料獨(dú)一無二的光學(xué)特性相互結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)高性能光電子器件提供了新的材料系統(tǒng)。

該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目、深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目等的資助。

鈣鈦礦納米晶顆粒在二維黑磷表面的原位生長示意圖