Cs₃Cu₂X₅纳米晶光致发光性能及光照抗菌性能

摘要

铅基卤化物钙钛矿纳米晶因其卓越的光电特性而备受关注。然而，铅基钙钛矿较小的斯托克斯位移会引发严重的自吸收效应，显著制约了其发光效率与应用。同时，铅元素具有生物毒性且对人体健康会产生不可逆的危害。为此，本文采用热注射法制备了无铅钙钛矿Cs₃Cu₂X₅（X=Cl, Br, I）纳米晶，并系统表征了其物相组成与微观形貌。荧光光谱和变温荧光寿命等光学表征结果表明，Cs₃Cu₂X₅纳米晶的高荧光量子产率与大斯托克斯位移源自于其自陷激子发光（STEs）机制。为进一步提升其应用潜力，我们采用SiO₂对Cs₃Cu₂X₅纳米晶进行表面包覆，提升了其在水相环境中的分散性与生物相容性。最后，以大肠杆菌为模型菌株，结合浊度分析和平板涂布实验，评估了Cs₃Cu₂X₅@SiO₂核壳纳米晶的光照抗菌性能。本研究揭示了Cs₃Cu₂X₅纳米晶优异发光性能的物理起源并展示了其在生物医学领域作为高效、安全光功能材料的应用潜力。

关键词

钙钛矿 / 纳米晶 / 核壳结构 / 发光机制 / 生物相容性 / 光照抗菌性能

基金资助

国家重点研究发展计划(2022YFC3700801); 国家自然科学基金(52572168)