Loodvrije vacature-geordende perovskiet Cs₂ M ⁴⁺ X₆ (X=Cl ^- , Br ^- of ik ^- ) nanokristallen hebben een lage toxiciteit, hoge stabiliteit en unieke optische eigenschappen.

In eerder gerapporteerde hete injectiemethoden voor het synthetiseren van perovskiet-nanokristallen worden vaak metaalhalogeniden of metaalacetaten gebruikt als metaalprecursoren. Voor veel nieuwe perovskiet-nanokristallijne systemen is het onvermogen van deze twee soorten metaalzouten om te ioniseren in organische oplosmiddelen echter een belangrijke reden voor het mislukken van de synthese.

Onlangs ontdekte een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Han Keli en prof. Yang Bin van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen dat metaalacetylacetonaten een geschikt type metaalprecursor zijn. Door op Hf gebaseerde, op vacature geordende perovskiet als modelsysteem en hafniumacetylacetonaat als metaalbron te gebruiken, synthetiseerden ze Cs₂ HfCl₆ nanokristallen voor het eerst via hete injectiemethode.

Deze studie is gepubliceerd in Laser &Photonics Reviews op 13 december.

Anders dan eerder gerapporteerde perovskiet-nanokristallen, zijn de nieuw gesynthetiseerde Cs₂ HfCl₆ nanokristal is een defect-intolerante halfgeleider.

Om de defecte toestanden van de sub-band gap binnen Cs₂ . te verminderen HfCl₆ nanokristallen, stelden de onderzoekers een passiveringsstrategie voor van Sb ³⁺ doping, wat niet was gemeld in eerdere perovskiet-onderzoeken.

Bovendien doopten de onderzoekers met behulp van zeldzame-aardacetylacetonaten vier zeldzame-aardionen, waaronder Pr ³⁺ , Tb ³⁺ , Eu ³⁺ , Ho ³⁺ , in het kristalrooster van de Cs₂ HfCl₆ nanokristalgastheer en verkregen afstembare meerkleurige emissies.

Vergeleken met de eerder gerapporteerde met zeldzame-aarde-ionen gedoteerde perovskiet-nanokristalsystemen, maakte het gebruik van zeldzame-aarde-acetylacetonverbindingen het mogelijk ionen van zeldzame-aarde-elementen in het nanokristalrooster te doteren onder een relatief mildere temperatuur.

"Onze studie biedt niet alleen een effectieve strategie voor het reguleren van de optische eigenschappen van perovskiet-nanokristallen die in de vacature zijn geordend, maar verrijkt ook de synthesemethode met hete injectie, die de ontwikkeling van nieuwe perovskiet-nanokristalsystemen kan bevorderen", zei prof. Han. + Verder verkennen

Loodvrije, op zeldzame aarde gebaseerde dubbele perovskiet-nanokristallen met nabij-infrarode emissie