基于离子凝胶的纳米结构手性二维卤化钙钛矿的合成方法：该方法能够显著增强钙钛矿材料的手性光学响应特性

《Nature Communications》：Ionic gel-mediated synthesis of nanostructured chiral 2D halide perovskites with amplified chiroptical response

　　

摘要

金属卤化物钙钛矿的手性光学特性通常源于合成过程中手性有机分子或手性添加剂引入的不对称晶体结构。然而，制备具有足够高不对称性因子的二维手性卤化物钙钛矿以用于实际应用仍然具有挑战性。本文提出了一种两步离子凝胶介导的成核和重结晶反应方法，能够合成具有较大本征圆二色性不对称因子（g$_CD$）的纳米结构手性卤化物钙钛矿薄膜，该不对称因子可高达10$^{-2}$。离子凝胶促进了铅(II)碘化物（PbI$_2$）与R/S-甲基苄基铵碘化物（R/S-MBAI）之间的反应，从而生成高阶碘铅酸盐PbI$_3{}^-}$和寡聚体Pb-I-MBA物质；这些物质在热处理过程中会重新结晶为各向异性的纳米结构，且没有优先取向。离子凝胶介导的薄膜显示出明显的峰值分裂，这源自明确的激子精细结构以及狭窄的光致发光线宽。这种现象表明材料中存在电子-空穴交换相互作用，并且结构无序程度极低，从而导致手性光学响应显著增强。本研究展示了纳米结构手性MBA$_2$PbI$_4$薄膜的合成方法，其独特的低晶体缺陷结构使得圆二色性和g$_CD$响应得到显著增强。