金属卤化物钙钛矿,尤其是胶态纳米晶体(NCs)形式的CsPbX3(X = Cl,Br,I),由于其易于加工,具有可调整的带隙,窄的发射线宽度,和高缺陷忍受性质,引起了广泛关注。同样,化学家们也研究了NC异质结构的合成,将钙钛矿结构区域与另一种材料的结构区域结合。
意大利技术学院Liberato Manna,Ivan Infante,米兰比可卡大学Sergio Brovelli,安特卫普大学Sara Bals,深圳大学Jun Song等报道了胶体CsPbX3–Pb4S3Br2(X = Cl,Br,I)纳米晶体异质结构的合成,提供了金属卤化物钙钛矿和非钙钛矿晶格之间外延界面的示例。
CsPbX3–Pb4S3Br2纳米晶体是用预先合成的亚纳米CsPbBr3团簇通过两步直接合成法制备的。密度泛函理论计算表明,CsPbX3–Pb4S3Br2纳米晶体异质界面处准II型排列和局部陷阱态的形成,这促进了光生激子的超快分离和载流子俘获。作者通过光谱实验对其进行了证实。
进一步实验表明,与Cl-或I-离子合成后反应可生产相应的CsPbCl3–Pb4S3Br2和CsPbI3–Pb4S3Br2异质结构,这说明仅在钙钛矿结构域内进行阴离子交换。
当钙钛矿晶格与硫卤化物晶格接触时,其具有更高的结构刚度。CsPbI3–Pb4S3Br2异质结构中CsPbI3的亚稳γ相(或“黑色”相)的稳定性得到了改善。
Muhammad Imran, et al. Halide Perovskite–Lead Chalcohalide Nanocrystal Heterostructures. J. Am. Chem. Soc., 2021 DOI: 10.1021/jacs.9b10916
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10916