無機鈣鈦礦是一類具有特定晶體結(jié)構(gòu)的無機化合物,其命名源自天然礦物鈣鈦礦(CaTiO?)。這類材料的核心特征在于其ABX?型晶體構(gòu)型,其中A位通常由銫(Cs)等堿金屬離子占據(jù),B位為鉛(Pb)或錫(Sn)等二價金屬,X位則由鹵素元素(如碘I、溴Br、氯Cl)組成。這種獨特的結(jié)構(gòu)賦予了材料優(yōu)異的光電特性,特別是其載流子遷移率可達100cm2/Vs以上,這使其成為光伏和發(fā)光器件的理想候選材料。
與有機-無機雜化鈣鈦礦相比,無機鈣鈦礦在熱穩(wěn)定性方面表現(xiàn)更為突出。以CsPbI?為例,其熱分解溫度可超過300°C,遠高于常見的MAPbI?(甲基銨鉛碘)。同時,這類材料具有可調(diào)節(jié)的直接帶隙(1.7-2.3eV),通過改變鹵素比例即可實現(xiàn)從紫光到紅光的發(fā)射調(diào)控,這使得它們在LED和激光領(lǐng)域展示出巨大潛力。需要注意的是,純無機鈣鈦礦的相穩(wěn)定性仍需通過納米晶工程或表面鈍化等手段進行優(yōu)化。
在實際應(yīng)用中,無機鈣鈦礦的溶液加工性能值得特別關(guān)注。雖然CsPbBr?等材料在極性溶劑中的溶解度有限,但通過開發(fā)新型前驅(qū)體配方(如添加氫溴酸HBr),現(xiàn)已能實現(xiàn)高質(zhì)量的薄膜制備。此外,全無機鈣鈦礦量子點的熒光量子產(chǎn)率可達90%以上,其窄半峰寬(<20nm)特性在廣色域顯示技術(shù)中具有不可替代的優(yōu)勢。隨著界面工程和組分調(diào)控技術(shù)的進步,這類材料正在突破傳統(tǒng)硅基光電技術(shù)的性能瓶頸。