ТОНКАЯ НАСТРОЙКА УСЛОВИЙ ФОСФОНАТНОГО СИНТЕЗА ПЕРОВСКИТНЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ CSPBBR3 С УЛУЧШЕННОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ ДЛЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЙ В ОБЛАСТИ КВАНТОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Нанокристаллы галогенидов свинца, имеющие структуру минерала перовскита (ПНК), привлекают все большее внимание благодаря своим превосходным оптическим и физическим свойствам, которые делают их перспективными для создания жидкокристаллических дисплеев, светоизлучающих диодов, солнечных концентраторов и базовых элементов систем для квантовых вычислений. Первоначально синтез ПНК осуществляли с применением олеиновой кислоты и олеиламина в качестве органических поверхностных лигандов, и получаемые таким образом материалы не обладали достаточной коллоидной и фото-стабильностью для практических применений. Эту проблему удалось частично преодолеть применением в качестве лигандов фосфоновых кислот и некоторых других типов молекул. Однако, в этом случае зачастую наблюдается неполное протекание реакции, в результате чего часть прекурсоров металлов остается в продукте, что в свою очередь приводит к постепенной деградации оптических свойств ПНК. В настоящей работе мы демонстрируем эффективное применение метода дополнительной очистки растворов ПНК CsPbBr₃, полученных в ходе коллоидного синтеза с применением тетрадецилфосфоновой кислоты в качестве лиганда, методом гель-проникающей хроматографии. В результате такой процедуры удалось удалить излишки непрореагировавших прекурсоров из синтезированных нанокристаллов, что позволило добиться сохранения высокой величины квантового выхода флуоресценции ПНК в течение 6 месяцев с момента их синтеза. Полученные результаты открывают перспективы создания более эффективного материала для применения в области квантовых технологий и, в частности, для создания источников единичных фотонов.

1. Akkerman Q.A., Rainò G., Kovalenko M.V., et al. // Nat. Mater. 2018. V. 17 (5). P. 394–405.

2. Kim Y.-H., Kim S., Kakekhani A., et al. // Nat. Photonics. 2021. V. 15 (2). P. 148–155.

3. Shim H.C., Kim J., Park S.Y., et al. // Sci. Rep. 2023. V. 13 (1). P. 4836.

4. Zhang Q., Shang Q., Su R., et al. // Nano Lett. 2021. V. 21 (5). P. 1903–1914.

5. Wu J., Tong J., Gao Y., et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2020. V. 59 (20). P. 7738–7742.

6. Farrow T., Dhawan A.R., Marshall A.R., et al. // Nano Lett. 2022. V. 23 (23). P. 10667–10673.

7. Utzat H., Sun W., Kaplan A.E.K., et al. // Science. 2019. V. 363 (6431). P. 1068–1072.

8. Zhu C., Marczak M., Feld L., et al. // Nano Lett. 2022. V. 22 (9). P. 3751–3760.

9. Zhang F., Zhong H., Chen C., et al. // ACS Nano. 2015. V. 9 (4). P. 4533–4542.

10. Protesescu L., Yakunin S., Bodnarchuk M.I., et al. // Nano Lett. 2015. V. 15 (6). P. 3692–3696.

11. Fiuza-Maneiro N., Sun K., López-Fernández I., et al. // ACS Energy Lett. 2023. V. 8 (2). P. 1152–1191.

12. Zhang B., Goldoni L., Zito J., et al. // Chem. Mater. 2019. V. 31 (21). P. 9140–9147.

13. Baek S., Kim Y., Kim S.-W. // J. Ind. Eng. Chem. 2020. V. 83. P. 279–284.

14. Pan J., Shang Y., Yin J., et al. // J. Am. Chem. Soc. 2018. V. 140 (2). P. 562–565.

15. Meyns M., Perálvarez M., Heuer-Jungemann A., et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 8 (30). P. 19579–19586.

16. Thumu U., Piotrowski M., Owens-Baird B., et al. // J. Solid State Chem. 2019. V. 271. P. 361–377.

17. Drushliak V., Szafrański M. // Inorg. Chem. 2022. V. 61 (36). P. 14389–14396.

18. Cai Y., Wang H., Li Y. et al. // Chem. Mater. 2019. V. 31 (3). P. 881–889.

19. Chen X., Zhang F., Ge Y. et al. // Adv. Funct. Mater. 2018. V. 28 (16). P. 1706567.