近日，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室與重慶大學合作，在零維鈣鈦礦Cs₄PbBr₆微納激光研究方面取得新進展。相關(guān)研究成果以封底文章發(fā)表在[Solar RRL, 2019, DOI: 10.1002/solr.201900127]。

　　鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光學性能，如載流子遷移速率大、擴散長度長、吸收系數(shù)大、量子效率高等優(yōu)點，不僅在光伏領(lǐng)域具有優(yōu)異的表現(xiàn)，在微納激光器以及發(fā)光二極管等領(lǐng)域也具有廣泛應用。相比于傳統(tǒng)三維鉛鹵鈣鈦礦ABX₃，零維結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦具有較大的激子結(jié)合能、較高的量子產(chǎn)率以及獨特而優(yōu)異的光學性質(zhì)，在光電領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。然而，其發(fā)光機理仍存在爭議。

　　在這項工作中，研究人員利用飛秒瞬態(tài)吸收測量研究了零維鈣鈦礦Cs₄PbBr₆的光物理特性，揭示了Cs₄PbBr₆中極化子的存在，這提供了綠色熒光是Cs₄PbBr₆的本質(zhì)發(fā)光而非CsPbBr₃雜質(zhì)的證據(jù)。此外，研究小組通過常溫反相微乳液法制備了CsPbBr₆鈣鈦礦微米片，成功實現(xiàn)了具有低閾值和高品質(zhì)因數(shù)的光泵浦單模激光，暴露在空氣中也具備極佳的穩(wěn)定性。同時發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)表面活性劑的劑量可以容易地實現(xiàn)CsPbBr₃和Cs₄PbBr₆之間的相變。該研究表明零維鈣鈦礦在納米激光領(lǐng)域有巨大的應用潛力。

　　該項研究得到中科院B類先導專項、國家重點研發(fā)計劃-政府間國際科技創(chuàng)新合作重點專項、國家自然科學基金等的支持。

　　圖1 該工作作為Solar RRL 2019第4卷第10期封底文章發(fā)表。 

　　圖2 （a）Cs₄PbBr₆晶體結(jié)構(gòu)。（b）瞬態(tài)吸收光譜圖。（c）SEM形貌圖。 (d) 單模激光。