Synthese van dubbele perovskiet-nanokristallen met heldere emissie op basis van triplet zelfgevangen excitonen

Anders dan de smalbandemissie op basis van vrije excitonen in lood-perovskiet-nanokristallen (NC’s), kan de lage elektronische dimensionaliteit in loodvrije dubbele perovskiet-NC’s leiden tot zelfgevangen excitonen (STE’s), waardoor een breedbandemissie wordt gegenereerd.

Tot op heden is het nog steeds onduidelijk hoe de singlet / triplet-STE’s de fotoluminescentie-eigenschappen beïnvloeden en of triplet-STE’s efficiënte emissie kunnen genereren in dubbel-perovskiet-NC’s.

Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van prof. Han Keli en Yang Bin van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen dubbele perovskiet-NC’s gesynthetiseerd met heldere fotoluminescentie-emissie op basis van triplet-STE’s.

Deze studie is gepubliceerd in Nano-letters op 11 okt.

De onderzoekers synthetiseerden loodvrije dubbele perovskiet NC’s met verschillende groottes. De optische resultaten gaven aan dat de grootte een verwaarloosbare invloed had op de absorptie- en fotoluminescentiepiekpositie, en dat deze voornamelijk de fotoluminescentie kwantumopbrengst (PLQY) beïnvloedde. Ze wijzigden het Sb-dopinggehalte verder en verkregen de NC’s met heldergroene emissie, waarvan de PLQY maar liefst 95% was.

Ze bereikten ook triplet STE’s-gemedieerde efficiënte energieoverdracht naar doteermiddelen door te legeren met Mn²⁺ en efficiënte witte-emissie met een hoge PLQY van 87%. Daarnaast maakten ze eenvoudige LED’s op basis van de Mn²⁺ gelegeerde NC’s.

“Dit werk kan het begrip van STE’s in dubbele perovskieten vergroten en de ontwikkeling ervan in verlichtingsgerelateerde toepassingen bevorderen”, zei prof. Han.