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Fine-Tuning Blue-Emitting Halide Perovskite Nanocrystals
Advanced Optical Materials ( IF 8.0 ) Pub Date : 2023-08-02 , DOI: 10.1002/adom.202301009 Stefan Martin 1 , Nina A. Henke 1 , Carola Lampe 1 , Markus Döblinger 2 , Kilian Frank 3 , Patrick Ganswindt 1 , Bert Nickel 3 , Alexander S. Urban 1
Advanced Optical Materials ( IF 8.0 ) Pub Date : 2023-08-02 , DOI: 10.1002/adom.202301009 Stefan Martin 1 , Nina A. Henke 1 , Carola Lampe 1 , Markus Döblinger 2 , Kilian Frank 3 , Patrick Ganswindt 1 , Bert Nickel 3 , Alexander S. Urban 1
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Lead halide perovskite nanocrystals (NCs) with narrow, bright emission in the visible range are promising candidates for light-emitting applications. Near-unity quantum yields have been realized for green and red-emitting perovskites, but efficient, stable blue-emitting perovskite materials are scarce. Current methods to synthesize quantum-confined CsPbBr3 NCs with blue emission are limited to specific wavelength ranges and still suffer from inhomogeneously broadened emission profiles. Herein, anisotropic blue-green emitting CsPbBr3 NCs are synthesized in ambient atmosphere using a spontaneous crystallization method. Optical spectroscopy reveals a gradual, asymptotic photoluminescence (PL) redshift of pristine colloidal NCs after synthesis. During this process, the emission quality improves notably as the PL spectra become narrower and more symmetric, accompanied by a PL intensity increase. Electron microscopy indicates that the gradual redshift stems from an isotropic growth of the CsPbBr3 NCs in at least two dimensions, likely due to residual precursor ions in the dispersion. Most importantly, the growth process can be halted at any point by injecting an enhancement solution containing PbBr2 and organic capping ligands. Thus, excellent control over NC size is achieved, allowing for nanometer-precise tunability of the respective emission wavelength in the range between 475 and 500 nm, enhancing the functionality of these already impressive NCs.
中文翻译：
微调发蓝光卤化物钙钛矿纳米晶体
在可见光范围内具有窄而明亮的发射的卤化铅钙钛矿纳米晶体（NC）是发光应用的有希望的候选者。发绿光和发红光的钙钛矿已经实现了接近一致的量子产率，但高效、稳定的发蓝光钙钛矿材料却很稀缺。目前合成具有蓝光发射的量子限制CsPbBr 3 NC的方法仅限于特定的波长范围，并且仍然存在不均匀展宽的发射轮廓。在此，使用自发结晶方法在环境气氛中合成了各向异性蓝绿光发射CsPbBr 3 NC。光谱显示合成后原始胶体 NC 会出现逐渐渐进的光致发光 (PL) 红移。在此过程中，随着 PL 光谱变得更窄、更对称，同时 PL 强度增加，发射质量显着提高。电子显微镜表明，逐渐红移源于 CsPbBr 3 NC 在至少二维上的各向同性生长，这可能是由于分散体中残留的前体离子所致。最重要的是，通过注入含有 PbBr 2和有机封端配体的增强溶液，可以在任何时候停止生长过程。因此，实现了对 NC 尺寸的出色控制，允许在 475 至 500 nm 范围内实现纳米级精确的相应发射波长可调性，从而增强了这些已经令人印象深刻的 NC 的功能。
更新日期：2023-08-02
中文翻译：
微调发蓝光卤化物钙钛矿纳米晶体
在可见光范围内具有窄而明亮的发射的卤化铅钙钛矿纳米晶体（NC）是发光应用的有希望的候选者。发绿光和发红光的钙钛矿已经实现了接近一致的量子产率，但高效、稳定的发蓝光钙钛矿材料却很稀缺。目前合成具有蓝光发射的量子限制CsPbBr 3 NC的方法仅限于特定的波长范围，并且仍然存在不均匀展宽的发射轮廓。在此，使用自发结晶方法在环境气氛中合成了各向异性蓝绿光发射CsPbBr 3 NC。光谱显示合成后原始胶体 NC 会出现逐渐渐进的光致发光 (PL) 红移。在此过程中，随着 PL 光谱变得更窄、更对称，同时 PL 强度增加，发射质量显着提高。电子显微镜表明，逐渐红移源于 CsPbBr 3 NC 在至少二维上的各向同性生长，这可能是由于分散体中残留的前体离子所致。最重要的是，通过注入含有 PbBr 2和有机封端配体的增强溶液，可以在任何时候停止生长过程。因此，实现了对 NC 尺寸的出色控制，允许在 475 至 500 nm 范围内实现纳米级精确的相应发射波长可调性，从而增强了这些已经令人印象深刻的 NC 的功能。
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