[发明专利]一种手性钙钛矿纳米晶及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种手性钙钛矿纳米晶及其制备方法与应用，所述手性钙钛矿纳米晶为在钙钛矿纳米晶表面共价连接手性配体形成的手性化合物；通过本发明制备方法制备得到的手性钙钛矿纳米晶，是一种全新的手性钙钛矿纳米晶，实现了钙钛矿纳米晶的手性光学行为，使得钙钛矿纳米晶的圆二色性行为在220‑520nm之间可调，可以揭示出手性配体与纳米晶之间的不同的相互作用机制，并且通过微波合成的方法，简单有效，为实现其在自旋电子材料、3D显示材料或半导体纳米晶材料制备中应用提供了便利。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，涉及一种手性钙钛矿纳米晶及其制备方法与应用。

背景技术

手性，构成了自然界的基本生命现象和定律，与整个宇宙的活动息息相关。一个物体通过旋转和移动，不能与其镜像重合，则说明该物体具有手性。设计和制备具有手性光学活性的功能材料，已经成为化学、生命科学、材料学和物理学等领域重要的发展方向。手性材料在生物医学领域有极其重要的应用，如制药学、诊断分析、生物工程等。有些药物有左、右旋两种，其化学性质完全一样，但微观作用机理和药力、毒性等方面可能完全不同。有些药物只有其中一种分子结构对疾病有疗效，而其对映异构体的疗效甚微或不起作用，甚至有剧毒。通过测量分子的手性光学行为，就可以获得分子对映体的浓度。手性材料在光电子领域也显示出非常光明的应用前景。手性材料最显著特点是可以用来产生圆二色性(CD)和圆偏振发光(CPL)。比如，手性铕配合物可以用来产生电致圆偏振发光。圆偏振光是很多光子技术的中心。光或电激发的圆偏振光对于发展3D显示、光信息存储、自旋电子学器件、太阳能电池和量子密码学光源及低阈值圆偏振激光都非常重要。

合成各种手性材料的是一个非常热门的研究课题，具有广泛的应用前景。同时，合成具有可调手性光学行为的材料具有更加重要的现实意义。与简单的有机分子相比，手性半导体纳米晶最近才受到研究者的广泛关注，研究范围还相当有限。到目前为止，人们仅仅合成了少数几种具有手性光学活性的半导体纳米晶，如CdSe和CdS，其中有些纳米晶已经具有技术应用潜力。利用手性配体制备手性CdSe和CdS纳米晶时，复合材料具有手性外壳和非手性的核心。更重要的是，人们在手性纳米晶中观察到圆偏振发光。从应用的角度来看，合成不同种类的手性无机纳米晶是极其重要的。尽管目前已经开发了几种手性半导体纳米晶，但仍有很大的必要合成其他类型的手性纳米晶。

近年来，全无机钙钛矿CsPbX₃(X＝Cl,Br,I或者任意两者的混合物)纳米晶得到越来越多的关注以及应用，由于它独特且优异的光电性能，包括较高的光荧光量子产率(高达90％)、较窄的发光光谱半峰宽(12-42nm)、较宽的颜色可调性(400-750nm)等。其合成方法也趋于多样化，既可以使用传统形式的热注入法，又可以在常温下通过阴离子交换法进行，并且二者具有几乎一样的发光性能。因此，多样化的合成方法及优异的光电性能使得钙钛矿纳米晶在照明LED领域具有更广泛的前景。

由于广泛应用于非线性光学、激光、发光二极管、光电和光子检测等领域，钙钛矿纳米晶已经引起了广泛关注。因此，人们在合成钙钛矿纳米晶和探索其在光电器件中的潜在应用做出了大量不懈的努力。制备手性钙钛矿纳米晶是在拓展其在自旋电子学、生命科学和3D显示方面至关重要。尽管钙钛矿纳米晶的光电特性得到了广泛研究，但是目前还没有文献报道过手性钙钛矿纳米晶的合成方法，这就在某种程度上限制这种优良光电材料的应用。