在Science宣布题为“Molecular templating of layered halide perovskite nanowires”的文章。经过对二维钙钛矿晶体结构调控完成一维纳米线的液相大批量组成。文章提出了一种分子模板办法调控有机层内拓扑网络结构，然后调控二维钙钛矿晶体外表能以完成一维成长。打破了传一致维和二维纳米资料的界限。组成的二维钙钛矿纳米线体现出一系列异于传统钙钛矿纳米线的共同光学特性。这种战略能够把传统有机资料和无机资料的优势奇妙地从分子/原子层面交融在一起。在这方面的进一步探究为这些杂化层状资料引进更多的功用性，使其成为下一代多功用、高功用半导体资料。
2024年9月11日，普渡大学窦乐添、Brett M. Savoie等人在Nature宣布题为“Two-dimensional-lattice-confined single-molecule-like aggregates”的文章。报告了一种史无前例的分子调集相，它构成于具有接衡间隔的二维混合钙钛矿超晶格中，将其称为单分子状调集体（SMA）。经过完成二维超晶格，有机发射极坚持挨近，但令人惊奇的是，它们仍就坚持电子阻隔，由此发生挨近1的光致发光量子产率，类似于单个分子的量子产率。此外，钙钛矿超晶格内的发射极体现出与调集体类似的强摆放和密布堆积，能够观察到稳健的定向发射、显着地增强的辐射复合和高效的激光发射。分子动力学模仿与单晶结构剖析强调了二维晶格中分子内部旋转和振荡自由度关于创立共同 SMA 相的关键作用。这种二维超晶格一致了单分子和调集体的对立特性，然后为先进的光谱和光子使用供给了或许性。
分子间间隔在很大程度上决议了有机物的光电特性。传统的有机发光分子一般用作调集体或稀释在异物基质中的单个分子。近几十年来，它们在各种使用中引起了极大的研讨爱好，包含发光二极管、激光器和量子技能等。
现有研讨中关于有机发射体在平衡态和稀释态之间分子间间隔的报导较少，且对它们的行为研讨有限。这标明在有机发光资料的分子间相互作用和调集行为方面，仍存在研讨空白，要进一步的探究和了解。
虽然二维层状杂化钙钛矿作为新式的半导体资料在光电器材中展示出巨大潜力，但怎么有用使用无机亚晶格来调理有机分子的分子间相互作用、分子堆积和发射特性，仍是一个未被充沛探究的范畴。这些研讨的深化或许会为有机发光二极管和其他光电使用带来新的打破。
作者规划了新式有机分子FBTT和FBTP，掺入二维钙钛矿晶格中。FBTT体现出调集体特性，而FBTP展示出类似单分子的高PLQY。经过调理卤化物，可微调无机亚晶格间隔，影响有机发射体行为。
作者经过模仿和试验剖析了FBTT和FBTP在二维钙钛矿晶格中的行为，发现FBTT分子间相互作用强，而FBTP分子则体现独立，为规划新式光电资料供给新见地。
作者开发了新式单分子状发光体PBTP和BBTP，具有不一样发色。这些2DSL的PLQY高于调集体，发射波长与单体类似，展示了战略的普适性和资料的高光稳定性。
作者发现，FBTP基钙钛矿薄膜展示各向异性PL和超快衰减，归因于分子间有序摆放和辐射场相互作用，这些特性使其在激光发射方面体现出色。
作者提出了一种新式的分子调集体相，称为单分子状调集体（SMA），经过将二维无机亚晶格与定制的有机发色团结合构成。这种结构完成了有机分子在接衡状态下的共同行为，体现出与单分子类似的特性。
本作业开发的SMA虽然体现出单分子特性，但这些分子在二维钙钛矿超晶格中的强摆放和严密堆积导致了激烈的定向发射、超快辐射复合和高效激光发射，这些特性一般与有序分子调集或调集体相关。这为有机发光二极管、激光器和其他光电使用供给了新的或许性，并且为钙钛矿资料的研讨和使用拓荒了新的途径。
在本研讨中，作者规划并组成了两种新式有机分子发射体FBTT和FBTP，并将它们掺入二维钙钛矿晶格中。这些分子发射体的组成依据亮绿色发光聚合物F8BT的重复单元，并经过密度泛函理论(DFT)和时刻相关密度泛函理论(TDDFT)模仿证明了其在钙钛矿晶格中的有用发光。研讨之后发现，FBTT在钙钛矿中体现出类似调集体的特性，而FBTP则体现出类似单分子的特性，具有高达92.8%的光致发光量子产率(PLQY)，这是迄今为止报导的2D钙钛矿资猜中的最高值。此外，经过引进不同的卤化物，能够微调无机方晶格的间隔尺度，然后调理有机发射体的行为。这些发现为钙钛矿资料的研讨和使用供给了新的视角，并为有机发光二极管和其他光电使用的开展铺平了路途。
为了了解发射极结构与晶格行为之间的联系，作者经过分子动力学模仿和试验剖析，提醒了两种新式有机分子发射体FBTT和FBTP在二维钙钛矿晶格中的结构与行为。模仿显现FBTT分子在晶格中更有序，而FBTP分子则体现出较大的二面角改变，导致其在晶格中的行为类似于单个分子。试验成果，包含傅里叶变换红外(FTIR)光谱剖析，证明了模仿的发现，标明FBTT分子间存在较强的相互作用，而FBTP分子则坚持了较高的自由度。这些发现关于了解有机分子在无机晶格中的发光行为具有极端重大意义，并为规划新式光电资料供给了辅导。
作者成功开发了两种新式单分子状发光体，分别为天蓝色发光的PBTP和赤色发光的BBTP，经过分子规划完成了不同发色。使用时刻相关密度泛函理论(TDDFT)核算和X射线衍射(XRD)、掠入射广角X射线散射(GIWAXS)以及紫外-可见(UV-vis)丈量验证了有机发光体在溴化铅基质中的成功掺入和反向I型能带摆放。试验依据成果得出，这些二维超晶格(2DSL)的光致发光量子产率(PLQY)显着高于相应的调集体，且其PL发射波长和PLQY与相应单体类似，从调集体蓝移，证明了该战略的普适性。与调集诱导发射(AIE)不同，本研讨的钙钛矿SL经过调理分子间间隔而非约束分子内旋转来坚持单分子特征。此外，新开发的2DSL展示出比传统(PEA)2PbBr4更高的光稳定性。
作者探究了依据FBTP的薄膜在不同视点下的光致发光(PL)发射特性，并发现其体现出激烈的各向异性特征，这与有机发射体在钙钛矿超晶格中的有序摆放有关。FBTPSL的PL光谱与单体类似，但与调集体比较有蓝移现象，这标明了分子间间隔的微调对发光特性的影响。此外，FBTPSL薄膜中观察到的短寿数PL成分和超快衰减现象，与传统有机单分子体系中的行为不同，或许与分子间辐射场的相互作用有关。这些特性使得FBTP2DSL在激光发射方面展示出了优异的功用，包含低阈值和高增益功用，这在有机发光资猜中是十分稀有的。这些发现为规划新式有机发光资料供给了新的思路，尤其是在钙钛矿超晶格中的使用，为未来的光电器材开发供给了宽广的远景。
总归，作者已成功将多种有机发光体整合到2D钙钛矿晶格中，其发射光可调，规模从蓝色到绿色和赤色。作者发现钙钛矿SL中具有恰当分子内歪曲的分子发光体能够保存单分子的特性。令人惊奇的是，钙钛矿SL中的这些分子发光体还体现出类似于调集体的密布堆积和强摆放，这导致不寻常的发射行为，例如定向发射、增强的辐射复合率和低阈值激光。混合SL具有很多具有抱负特性的有机发光体，为固态照明使用界说了丰厚的光电资料系列。例如，对发光二极管器材的开始研讨标明，与真实的调集体比较，当 FBTP 分子被约束在钙钛矿2DSL中时，外部量子功率提高了50倍以上。
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