_ Îmbogățirea locurilor de ancorare prin supramolecular legături cu halogen pentru LED-uri eficiente din nanocristal de perovskit

Nanoparticulele semiconductoare coloidale pot fi privite ca un complex al unui miez anorganic de un singur cristal și un monostrat de liganzi organici. Locația și tipul de ancorare a ligandului pe suprafața nanocristalului sunt critice pentru morfologia nanocristalului, dimensiunea, modelele de legare, procesele de adsorbție-desorbție și stabilitatea generală, proprietățile optoelectronice etc.

În special în nanocristalele de perovskit ( PNC) cu natura rețelelor moi, mediul de legătură al grupărilor funcționale ligand a jucat un rol esențial în determinarea proprietăților optoelectronice și a stabilității PNC-urilor.

Cu toate acestea, interacțiunea dintre grupurile funcționale și locurile de ancorare, de asemenea, întrucât proprietățile sinergice și respingătoare dintre grupurile funcționale nu sunt încă pe deplin înțelese, ceea ce împiedică proiectarea idealizată a materialelor și dispozitivelor PNC de înaltă performanță.

Într-o lucrare recentă publicată în Light: Science & Applications, o echipă Oameni de știință, conduși de profesorul Yu Zhang, de la Laboratorul cheie de stat de optoelectronică integrată și Colegiul de Știință și Inginerie Electronică, Universitatea Jilin, China și colegii de lucru au dezvăluit noi locuri de ancorare (legături cu halogen supramoleculare) pe suprafața nanocristalelor de perovskit (PNC). ) prin utilizarea ligandului clasic de trifenilfosfină (TPP) și a derivatului său 2-(Difenilfosfino)-bifenil (DPB).

"Se constată că, pe lângă interacțiunea de coordonare P-Pb considerată în mod convențional, P și pot forma, de asemenea, o interacțiune neașteptată de legătură cu halogen.” Autorii au caracterizat acest lucru în profunzime prin combinarea spectroscopiei de rezonanță magnetică nucleară, spectroscopiei în infraroșu cu transformată Fourier (FTIR) și spectroscopiei fotoelectronilor cu raze X.

„Există o schimbare chimică în TPP-CsPbI3 în comparație cu TPP, indicând faptul că grupurile funcționale care conțin P din TPP interacționează cu suprafața PNC-urilor CsPbI3, rezultând o schimbare a mediului de coordonare al P.

„Spectrul FTIR al PNC-urilor pasivate cu TPP arată, de asemenea, două vârfuri suplimentare. 2 și 3, dar se deplasează la 542 cm-1 și, respectiv, 1120 cm-1. Acest lucru sugerează că interacțiunea supramoleculară I...P în PNC-urile CsPbI3 pasivate cu TPP este similară, dar nu identică cu cea a TPP-I2, care este atribuită mediului chimic diferit al atomilor I din I2 și CsPbI3.

"Spectrele Pb 4f ale filmelor PNC pasivate cu TPP și DPB se schimbă la energia de legare mai mare din cauza legăturii puternice dintre grupurile funcționale Pb și P. Spectrele I 3d ale filmelor PNC pasivate cu TPP și DPB se schimbă la energia de legare mai mică, care poate fi considerată ca rezultat al interacțiunii atomului nucleofil P din TPP sau DPP cu I-ul din PNC-uri pentru a da electroni regiunii electrofile a lui I”, afirmă cercetătorii.

Coexistența peste două tipuri de legături au crescut semnificativ energia de formare a defectelor de golire a iodului și a îmbunătățit randamentul cuantic al fotoluminiscenței PNC-urilor. Între timp, interacțiunea directă dintre P și I a îmbunătățit stabilitatea octaedrelor Pb-I și a inhibat dramatic migrarea ionilor I.

În plus, este explorată și natura conjugată a inelelor benzenice, indicând faptul că introducerea de inele adiționale de benzen (DPB) mărește proprietățile delocalizate ale suprafeței PNC și îmbunătățește semnificativ transportul de încărcare între PNC-uri.

„În cele din urmă, LED-urile cu emisie superioară bazate pe PNC pasivate BPB au atins un EQE de vârf de 22,8. % și o reducere a eficienței extrem de scăzute de 2,6% la densitatea curentă de 500 mA cm-2”, au adăugat aceștia.

„Selectarea locurilor de ancorare multifuncționale oferă o nouă strategie de îmbunătățire a proprietăților optoelectronice. de PNC și dispozitive”, prognozează oamenii de știință.

(Fluierul)