КОНТРОЛИРУЕМАЯ МОДИФИКАЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЕРОВСКИТНЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ CSPBBR3 ПОСРЕДСТВОМ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИХ ПОВЕРХНОСТИ
https://doi.org/10.56304/S207956292405018X
Аннотация
Неорганические перовскитные нанокристаллы (ПНК) состава CsPbBr3 в настоящее время находят широкое применение в различных областях фотоники. Однако, помимо таких уникальных оптических свойств, как высокая эффективность флуоресценции, интенсивное поглощение света, настраиваемая ширина запрещенной зоны, соответствующая эмиссии видимого света, для ПНК характерен высоко динамичный характер связывания поверхностных органических лигандов, что приводит к снижению квантового выхода (КВ) флуоресценции, коллоидной стабильности и структурной целостности нанокристаллов при их очистке, хранении, или использовании в различных устройствах. В настоящей работе показано, что указанная проблема может быть решена путем постсинтетической обработки поверхности нанокристаллов CsPbBr3 при проведении реакции частичной замены десорбированных исходных лигандов, олеиновой кислоты и олеиламина, на более короткоцепочечные алкиламмониевые лиганды диметилдидодециламмоний бромида (ДДАБ) и формамидиний бромида. Проведенные эксперименты показали, что обработка поверхности ПНК состава CsPbBr3 раствором ДДАБ и бромида свинца позволяет повысить величину КВ исходных ПНК с 67 до 95%.
Ключевые слова
неорганические перовскитные нанокристаллы,
химия поверхности,
органические лиганды,
фотолюминесценция,
квантовый выход
При поддержке: Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, грант № 075-15-2021-1413.
Об авторах
Д. Г. Гулевич
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Россия
Россия
И. Р. Набиев
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”;
Лаборатория по исследованиям в области нанонаук (LRN-EA4682)
Россия
Россия
П. С. Самохвалов
Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Россия
Россия
Список литературы
1. Bodnarchuk M.I., Boehme S., Ten Brinck S., et al. // ACS Energy Lett. 2019. V. 4 (1). P. 63–74.
2. Akkerman Q.A., Gandini M., Di Stasio F., et al. // Nat. Energy. 2016. V. 2 (2). P. 16194.
3. Agrawal K., Hasan S., Blawat J., et al. // Chemosensors. 2022. V. 10 (9). P. 369.
4. Green M.A., Jiang Y., Soufiani A.M., et al. // J. Phys. Chem. Lett. 2015. V. 6 (23). P. 4774–4785.
5. Yettapu G.R., Talukdar D., Sarkar S., et al. // Nano Lett. 2016. V. 16 (8). P. 4838–4848.
6. Yakunin S., Protesescu L., Krieg F., et al. // Nat. Commun. 2015. V. 6 (1). P. 8056.
7. Yang M., Moroz P., Miller E., et al. // ACS Photonics. 2020. V. 7 (1). P. 154–164.
8. He Y., Petryk M., Liu Z., et al. // Nat. Photonics. 2021. V. 15 (1). P. 36–42.
9. Dong Q., Fang Y. // Light Sci. Appl. 2023. V. 12 (1). P. 8.
10. Chen Q., Wu J., Ou X., et al. // Nature. 2018. V. 561 (7721). P. 88–93.
11. Heo J.H., Shin D.H., Park J.K., et al. // Adv. Mater. 2018. V. 30 (40). P. 1801743.
12. Wei H., Huang J. // Nat. Commun. 2019. V. 10 (1). P. 1066.
13. Mo X., Li X., Dai G., et al. // Nanoscale. 2019. V. 11 (44). P. 21386–21393.
14. Tian C., Wang F., Wang Y., et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11 (17). P. 15804–15812.
15. Protesescu L., Yakunin S., Bodnarchuk M.I., et al. // Nano Lett. 2015. V. 15 (6). P. 3692–3696.
16. Ng C.K., Yin W., Li H., et al. // Nanoscale. 2020. V. 12 (8). P. 4859–4867.
17. Wang L., Ma D., Guo C., et al. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 543. P. 148782.
18. Van Embden J., Chesman A.S.R., Jasieniak J.J. // Chem. Mater. 2015. V. 27 (7). P. 2246–2285.
19. Kayalvizhi T., Sathya A., Preethi Meher K.R.S. // J. Electron. Mater. 2022. V. 51 (7). P. 3466–3475.
20. De Roo J., Ibáñez M., Geiregat P., et al. // ACS Nano. 2016. V. 10 (2). P. 2071–2081.
21. Hills-Kimball K., Yang H., Cai T., et al. // Adv. Sci. 2021. V. 8 (12). P. 2100214.
22. Wang F., Geng W., Zhou Y., et al. // Adv. Mater. 2016. V. 28 (45). P. 9986–9992.
23. Zheng C., Bi C., Huang F., et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2019. V. 11 (28). P. 25410–25416.
24. Yang D., Li X., Zhou W., et al. // Adv. Mater. 2019. P. 1900767.
25. Koscher B.A., Swabeck J.K., Bronstein N.D., et al. // J. Am. Chem. Soc. 2017. V. 139 (19). P. 6566–6569.
26. Zhong Q., Cao M., Hu M., et al. // ACS Nano. 2018. V. 12 (8). P. 8579–8587.
27. Li Z., Hofman E., Li J., et al. // Adv. Funct. Mater. 2018. V. 28 (1). P. 1704288.
28. Ahmed T., Seth S., Samanta A. // Chem. Mater. 2018. V. 30 (11). P. 3633–3637.
29. Wu Y., Wei C., Li X., et al. // ACS Energy Lett. 2018. V. 3 (9). P. 2030–2037.
30. Zhang Z., Liu L., Huang H., et al. // Appl. Surf. Sci. 2020. V. 526. P. 146735.
31. Boussoufi F., Pousthomis M., Kuntzmann A., et al. // ACS Appl. Nano Mater. 2021. V. 4 (7). P. 7502–7512.
32. Cai Y., Zhang P., Bai W., et al. // ACS Sustain. Chem. ng. 2022. V. 10 (22). P. 7385–7393.
33. Kim H., So S., Ribbe A., et al. // Chem. Commun. 2019. V. 55 (12). P. 1833–1836.
34. Wu H., Wang S., Cao F., et al. // Chem. Mater. 2019. V. 31 (6). P. 1936–1940.
35. Dutt V.G.V., Akhil S., Singh R., et al. // J. Phys. Chem. C. 2022. V. 126 (22). P. 9502–9508.
36. Pan J., Shang Y., Yin J., et al. // J. Am. Chem. Soc. 2018. V. 140 (2). P. 562–565.
37. Lian X., Wang X., Ling ., et al. // Adv. Funct. Mater. 2019. V. 29 (5). P. 1807345.
38. Talapin D.V., Lee J.-S., Kovalenko M., et al. // Chem. Rev. 2010. V. 110 (1). P. 389–458.
39. Nakomoto K. // Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. 1986. New York: Wiley.
40. Stelmakh A., Aebli M., Baumketner A., et al. // Chem. Mater. 2021. V. 33 (15). P. 5962–5973.
Рецензия
Для цитирования:
Гулевич Д.Г., Набиев И.Р., Самохвалов П.С. КОНТРОЛИРУЕМАЯ МОДИФИКАЦИЯ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЕРОВСКИТНЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ CSPBBR3 ПОСРЕДСТВОМ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИХ ПОВЕРХНОСТИ. Ядерная физика и инжиниринг. 2025;16(3):411-416. https://doi.org/10.56304/S207956292405018X
For citation:
Gulevich D.G., Nabiev I.R., Samokhvalov P.S. CONTROLLED MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF CSPBBR3 PEROVSKITE NANOCRYSTALS BY SURFACE CHEMICAL TREATMENT. Nuclear Physics and Engineering. 2025;16(3):411-416. (In Russ.) https://doi.org/10.56304/S207956292405018X
Просмотров:
2
Послать статью по эл. почте 