鑽石舞台

創新點：本綜述介紹了窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦的結構、合成方法、表徵和光電應用。在歸納總結大量窄帶隙鈣鈦礦的研究基礎上，提出了當前窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦研究所面臨的挑戰和新的機遇。

關鍵詞：Advanced Optical Materials，窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦，結構，表徵，光電應用，中國地質大學（武漢）

近期，中國地質大學（武漢）李國崗教授團隊在期刊Advanced Optical Materials發表了題為「Narrow Bandgap Metal Halide Perovskites: Synthesis, Characterization, and Optoelectronic Applications」的綜述文章（DOI：10.1002/adom.202102661）。該綜述討論了窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦材料的結構、合成方法、表徵和光電應用等方面的最新進展。

自2013年以來，窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦材料因其具備優異性能，在太陽能電池、光電探測器、發光二極管、激光等領域的應用發展迅速。例如，基於窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦材料製備的光電探測器的性能有顯著提高（如載流子遷移率高和響應時間快），可實現更寬的光譜探測範圍，這意味着窄帶隙材料在光電探測器應用領域存在廣闊的應用前景。此外，其具有的高載流子遷移率有利於光載流子在太陽能電池中的輸運，從而提高太陽能電池的光電轉換效率。在發光二極管應用中，窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦的紅光發射是暖白光發光二極管的重要組成部分。然而，由於窄帶隙鈣鈦礦材料的不穩定性和非理想的光電特性，導致基於該材料的光電應用發展緩慢。為解決上述問題，對於窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦材料的結構、合成方法、表徵及應用等方面進行總結探討至關重要。

該工作中，首先簡要介紹了常見窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦結構，主要包括零維A2BX4、A4BX6、A3B2X9和ABX5、二維A2BX4和A2BX6、一維ABX3、ABX4和三維ABX3結構（A為有機或無機陽離子，B為金屬陽離子，X為鹵素陰離子）。在材料結構的基礎上，為製備窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦材料提供多種合成策略，主要合成方法為：配體輔助再沉澱法、熱注射法以及原位製備法。在此基礎上，介紹了窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦材料的光學性質，並歸納出優化性能的策略。具體而言，從窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦光致激發性質以及光致發光起源出發，闡述了包括激子結合能、可諧調帶隙、光致發光量子產率、量子限域效應、壓力誘導發光等在內的多種光學特性，並總結了混合組分、複合薄膜以及添加劑工程等優化材料性能的策略。隨後，介紹了優化後的窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦材料在太陽能電池、發光二極管、光電探測器、激光器等領域的廣闊應用。最後，探討了窄帶隙金屬鹵化物鈣鈦礦材料的發展前景，並對其進行簡要的總結和展望。

相關成果發表在Advanced Optical Materials上，論文第一作者是中國地質大學（武漢）材料與化學學院碩士研究生吾怡文，通訊作者是中國地質大學(武漢) 材料與化學學院戴志高教授和李國崗教授。