Исследование оптических свойств легированных металлами перовскитных нанокристаллов CsPbX3
В.П. Безверхний, А.Ю. Гагарина, Е.Н. Муратова, А.И. Максимов, В.А. Мошников
ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.041
Оригинальная статья
Аннотация: В рамках исследовательской работы методом горячей инжекции были получены неорганические свинец-содержащие галогенидные перовскитные нанокристаллы со структурой CsPbX3. Легирование нанокристаллов перовскитов осуществлялось растворными методами, в качестве легирующей примеси выступали ионы цинка и индия. Были исследованы спектры фотолюминесценции и спектры оптической плотности полученных коллоидных растворов. Исследования показали, что легирование перовскитных нанокристаллов ионами металлов приводит к усилению фотолюминесценции и сдвигу максимума спектра фотолюминесценции относительно эталонного состава на 4 и 12 нм для бромидов и йодидов соответственно. Также было показано, что величина сдвига не зависит от типа легирующей примеси. При этом отмечается, что в рамках данной работы легирование не приводит к изменению положения края собственного поглощения.
Ключевые слова: перовскиты, солнечная энергетика, нанокристаллы, легирование, оптические свойства
- Безверхний Владислав Павлович – аспирант 4 года обучения кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- Гагарина Алена Юрьевна – аспирант 3 года обучения кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- Муратова Екатерина Николаевна – к.т.н., доцент кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- Максимов Александр Иванович – к.ф.-м.н., доцент кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- Мошников Вячеслав Алексеевич – д.ф.-м.н., профессор кафедры микро- и наноэлектроники, ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
Ссылка на статью:
Безверхний, В.П. Исследование оптических свойств легированных металлами перовскитных нанокристаллов CsPbX3 / В.П. Безверхний, А.Ю. Гагарина, Е.Н. Муратова, А.И. Максимов, В.А. Мошников // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 41-47. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.041.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Lin, K. Perovskite light-emitting diodes with external quantum efficiency exceeding 20 per cent / K. Lin, J. Xing, L.N. Quan et al. // Nature. – 2018. – V. 562. – I. 7726. – P. 245-248. DOI: 10.1038/s41586-018-0575-3.
2. Дементьев, П.А. Исследование нанокристаллов CsPbBr3 и их агломератов с помощью методов комбинированной сканирующей зондовой микроскопии и оптической спектрометрии / П.А. Дементьев, М.С. Дунаевский, Л.Б. Матюшкин и др. // Оптика и спектроскопия. – 2018. – Т. 125. – № 6. – С. 752-757. DOI: 10.21883/OS.2018.12.46934.241-18
3. Song, J. Room‐temperature triple‐ligand surface engineering synergistically boosts ink stability, recombination dynamics, and charge injection toward EQE‐11.6% perovskite QLEDs / J. Song, J. Li, L. Xu et al. // Advanced Materials. – 2018. – V. 30. – I. 30. – Art. № 1800764. – 7 p. DOI: 10.1002/adma.201800764.
4. Xue, J. Narrowband perovskite photodetector-based image array for potential application in artificial vision. / J. Xue, Z. Zhu, X. Xu et al. // Nano Letters. – 2018. – V. 18. – I. 12. – P. 7628-7634. DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b03209.
5. Aleshin, A.N. Light-emitting field-effect transistors based on composite films of polyfluorene and CsPbBr3 nanocrystals / A.N. Aleshin, I.P. Shcherbakov, D.A. Kirilenko et al. // Physics of the Solid State. – 2019. – V. 61. – I. 2. – P. 256-262. DOI: 10.1134/S1063783419020021.
6. Gao, Y. Lead halide perovskite nanostructures for dynamic color display. / Y. Gao, C. Huang, C. Hao et al. // ACS Nano. – 2018. – V. 12. – I. 9. – P. 8847-8854. DOI: 10.1021/acsnano.8b02425.
7. Буджемила, Л. Электрические и оптические характеристики пленок нанокристаллов перовскитов галогенида свинца CsPbI3 и CsPbBr3, нанесенных на с-Si солнечные элементы для фотовольтаических приложений / Л. Буджемила, А.Н. Алешин, В.Г. Малышкин и др. // Физика твердого тела. – 2022. – Т. 64. – Вып. 11. – С. 1695-1700. DOI: 10.21883/FTT.2022.11.53322.418.
8. Percova, A. Synthesis and postsynthetic anion exchange of CsPbX3 (X= Cl, Br, I) quantum dots / A. Percova, L.B. Matyushkin // Journal of Physics: Conference Series. – 2017. – V. 917. – I. 6. – Art. № 062041. – 4 p. DOI: 10.1088/1742-6596/917/6/062041.
9. Chen, H. Structure, electronic and optical properties of CsPbX3 halide perovskite: a first-principles study / H. Chen, M. Li, B. Wang, S. Ming, J. Su // Journal of Alloys and Compounds. – 2021. – V. 862. – Art. № 158442. – 6 p. DOI: 10.1016/j.jallcom.2020.158442.
10. Stoumpos, C.C. Crystal growth of the perovskite semiconductor CsPbBr3: a new material for high-energy radiation detection / C.C. Stoumpos, C.D. Malliakas, J.A. Peters et al. // Crystal Growth & Design. – 2013. – V. 13. – I. 7. – P. 2722-2727. DOI: 10.1021/cg400645t.
11. Posudievsky, O.Yu. Structural and spectral characteristics of mechanochemically prepared CsPbBr3 / O.Yu. Posudievsky, N. Konoshchuk, V.L. Karbivskyy et al. // Theoretical and Experimental Chemistry. – 2017. –V. 53. – I. 4. – P. 235-243. DOI: 10.1007/s11237-017-9520-z.
12. Jung, S. Enhancement of photoluminescence quantum yield and stability in CsPbBr3 perovskite quantum dots by trivalent doping / S. Jung, J.H. Kim, J.W. Choi et al. // Nanomaterials. – 2020. – V. 10. – I. 4. – Art. № 710. – 10 p. DOI: 10.3390/nano10040710.
13. Nenashev, G.V. Effect of barium doping on the behavior of conductivity and impedance of organic-inorganic perovskite films / G.V. Nenashev, A.N. Aleshin, A.A. Ryabko et al. // Solid State Communications. – 2024. – V. 388. – Art. № 115554. – 8 p. DOI: 10.1016/j.ssc.2024.115554
14. Zhou, Y. Metal-doped lead halide perovskites: synthesis, properties, and optoelectronic applications / Y. Zhou, J. Chen, O.M. Bakr, H.-T. Sun // Chemistry of Materials. – 2018. – V. 30. – I. 19. – P. 6589-6613. DOI: 10.1021/acs.chemmater.8b02989.
15. Zhang, M. Size uniformity of CsPbBr3 perovskite quantum dots via manganese-doping / M. Zhang, X. Han, C. Yang et al. // Nanomaterials. – 2024. – V. 14. – I. 15. – Art. № 1284. – 11 p. DOI: 10.3390/nano14151284.
16. Чмерева, Т.М. Влияние сферической наночастицы с металлической оболочкой на дезактивацию возбужденной квантовой точки / Т.М. Чмерева, М.Г. Кучеренко, Ф.Ю. Мушин // Известия высших учебных заведений. – 2022. – Т. 64. – № 7. – С. 16-27. DOI: 10.17223/00213411/65/7/16.
17. Wang, F. High-Responsivity VIS–NIR photodetector based on a Ag2S/CsPbBr3 heterojunction / F. Wang, H. Zhang, X. Song et al. // ACS Applied Electronic Materials. – 2022. – V. 4. – I. 8. – P. 3922-3929. DOI: 10.1021/acsaelm.2c00587.
18. Matyushkin, L.B. Photoluminescence of perovskite CsPbX3 (X = Cl, Br, I) nanocrystals and solid solutions on their basis / L.B. Matyushkin, V.A. Moshnikov // Semiconductor. – 2017. – V. 51. – I. 10. – P. 1337-1342. DOI: 10.1134/S106378261710013X.