In this study, we investigate the atomic layer deposition (ALD) process on all-inorganic CsPbBr₃ perovskite nanocrystals (PNCs) to introduce an inorganic electron transport layer (ETL) in light-emitting diode (LED) devices. Two types of CsPbBr₃ PNCs were synthesized with oleate (OA) and oleylammonium (OLA) ligands on the surface. We found that CsPbBr₃ PNCs with Cs oleate surfaces experienced severe photoluminescence (PL) quenching after the ALD process, while those with oleylammonium bromide surfaces did not show any significant PL drop. Transmission electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy revealed that significant Pb metal formation and Ruddlesden–Popper planar faults, linked to uncoordinated Pb²⁺ ion defects, were generated in CsPbBr₃ PNCs terminated with Cs oleate after ALD ZnO. Finally, we fabricated LEDs using PNCs with an ALD ZnO process to introduce inorganic ZnMgO nanoparticles as the ETL. The devices processed with ALD exhibited superior luminance and external quantum efficiency compared to those without the ALD process. This research provides crucial insights into the surface-dependent chemistry of PNCs and the surface-dependent performance of perovskite-based optoelectronic devices.

中文翻译：

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ZnO 在 CsPbBr3 钙钛矿纳米晶体上的原子层沉积：表面依赖性机理见解


在本研究中，我们研究了全无机 CsPbBr₃ 钙钛矿纳米晶体 （PNC） 上的原子层沉积 （ALD） 过程，以在发光二极管 （LED） 器件中引入无机电子传输层 （ETL）。表面用油酸酯 （OA） 和铵 （OLA） 配体合成了两种类型的 CsPbBr₃ PNC。我们发现，具有 Cs 油酸酯表面的 CsPbBr₃ PNC 在 ALD 工艺后经历了严重的光致发光 （PL） 淬灭，而具有 oleylammonium bromide 表面的 PNC 没有表现出任何显着的 PL 下降。透射电子显微镜和 X 射线光电子能谱显示，在 ALD ZnO 后以 Cs 油酸酯终止的 CsPbBr₃ PNC 中产生了显着的 Pb 金属形成和 Ruddlesden-Popper 平面断层，与不配位的 Pb²⁺ 离子缺陷有关。最后，我们使用 PNC 和 ALD ZnO 工艺制造 LED，以引入无机 ZnMgO 纳米颗粒作为 ETL。与没有 ALD 工艺的器件相比，使用 ALD 加工的器件表现出优异的亮度和外部量子效率。这项研究为 PNC 的表面依赖性化学和基于钙钛矿的光电器件的表面依赖性性能提供了重要见解。