Nature：推翻经典理论，钙钛矿纳米晶三线态发出更亮的光！

第一作者：Michael A. Becker

通讯作者：Maksym V. Kovalenko, David J. Norris, Gabriele Rainò, Alexander L. Efros

第一单位：苏黎世联邦理工学院（瑞士）

众所周知，当半导体材料吸收光，会产生激子：一个电子和一个空穴。基子主要有两种可能的状态：单线态和三线态。基子从根本上决定了半导体材料的发光性能。

基于量子力学的经典理论认为，最低能量的激发态具有较长的寿命和较差的发光性能。自旋选律限制三线态中电子有效传递，从而导致三线态发光偏暗，而单线态基子发光效果比三线态更好。然而，单线态基子数量仅为三线态基子数量的 1/3 ，这就严重限制了有机发光二极管的效率。

有鉴于此，瑞士苏黎世联邦理工学院 Maksym V. Kovalenko 、 David J. Norris 、 Gabriele Rainò 以及美国海军研究实验室 Alexander L. Efros 团队，发现卤化铅钙钛矿半导体纳米晶具有优异的三线态发光性能，可以发出更亮的光，推翻了传统的经典理论！

图 1. 基子激发

研究人员通过理论和实验的结合，证明了 CsPbX ₃ （ X=Cl 、 Br 、 I ）纳米晶具有明亮的三线态基子，发光速率超过其他已知的纳米晶。进一步结构表征表明，其他钙钛矿材料也可能具有类似的性能。

图 2. CsPbBr ₃ 晶体和电子结构

由于 CsPbX ₃ 纳米晶中单线态和三线态的能量差别相对较小，研究人员是在深冷温度条件下考察材料的激发性能，以防止单线态和三线态之间的转变。而在室温情况下，明亮的三线态对材料激发效率有多大影响，则不得而知。

图 3. CsPbX ₃ 发光性能表征

图 4. CsPbXBr ₂ Cl 明亮三线态基子的精细结构