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全无机铯铅卤素钙钛矿(CsPbX3,X=Cl,Br,I)纳米晶体具有优异的光物理特性,包括高的光致发光量子产率(PLQY)、可调的发射波长、窄的发光峰,因而在太阳能电池、发光二极管、光电探测器和激光器等光电领域都表现出巨大潜能。除了 CsPbX3纳米晶体外,研究者们还研究了其他相关的三元化合物,例如CsPb2X5和Cs4PbX6纳米晶体。然而,对于这两种钙钛矿材料的研究仍处于初级阶段,尚存在较多的挑战,例如它们的可控制备尚不成熟,且是否具备发光性能仍有较多争论。此外,如何实现CsPbX3、CsPb2X5和Cs4PbX6三类钙钛矿材料之间的互相转换也是我们关注的重点问题。本文针对全无机铅卤钙钛矿的制备、光学性质和结构转换进行了研究,并将结构转换过程中的荧光变化应用于防伪。主要的研究内容包括:1.我们开发了两种不同的热注入方法合成了高纯度的Cs4PbX6纳米晶体,发现形成Cs4PbX6纳米晶体而非CsPbX3纳米晶体的关键参数是铯与铅的摩尔比。两种方法的实验结果都证实了纯的Cs4PbX6纳米晶体是不发光的。此外,值得注意的是我们在单个颗粒中并未发现Cs4PbX6和CsPbX3相的共存。2.利用水引发CsX剥离的方法,我们实现了 Cs4PbX6到CsPbX3纳米晶体的转化。对于不同卤素的Cs4PbX6纳米晶体,其转换速率为Cs4PbCl6>Cs4PbBr6>Cs4PbI6,与CsX在水中的溶解度直接相关。由此可知,该转化过程对环境湿度十分敏感,因而Cs4PbX6纳米晶体在湿度传感器中具备一定的潜力。该Cs4PbX6纳米晶体可通过手绘或印刷的方式,制备各种无荧光的隐形图案,可用于防伪领域。3.利用水的浸润和挥发过程,实现了发光结构(CsPbBr3)和非发光结构(CsPb2Br5)之间的可逆转换。在水汽的作用下,无表面配体的CsPbBr3纳米晶体通过剥离CsBr,转化为CsPb2Br5,同时溶解了 Cs+和Br-的水滴被限制在多孔基底中;当水在空气中蒸发后,CsPb2Br5纳米晶体会与Cs+和Br-重新结晶转换为CsPbBr3纳米晶体。此外,利用理论计算对该可逆转换进行了验证。这种水致变色材料在防伪领域有广阔的应用前景。