Нанокристаллы галогенидных перовскитов свинца и цезия (CsPbX₃, X = Cl, Br и I): новые оптоэлектронные материалы с яркой эмиссией и широким цветовым охватом

Галогенидные перовскиты металлов, такие как гибридное органо-неорганическое соединение CH₃NH₃PbI₃, являются перспективными оптоэлектронными материалами, привлекшими огромное внимание в качестве поглощающих слоёв, наносимых из раствора, в солнечных элементах с эффективностью преобразования энергии, достигающей 20%. В настоящей работе продемонстрирован новый подход к использованию галогенидных перовскитов посредством создания высоколюминесцентных коллоидных квантово-размерных материалов на основе перовскитов. Синтезированы монодисперсные коллоидные нанокубы (с длиной ребра 4–15 нм) полностью неорганических галогенидных перовскитов свинца и цезия (CsPbX₃, X = Cl, Br и I, а также смешанные галогенидные системы Cl/Br и Br/I) с использованием недорогих коммерческих прекурсоров. Благодаря изменению состава и квантово-размерным эффектам ширину запрещённой зоны и спектры эмиссии можно легко настраивать во всём видимом спектральном диапазоне 410–700 нм. Фотолюминесценция нанокристаллов CsPbX₃ характеризуется узкими полосами эмиссии шириной 12–42 нм, широким цветовым охватом до 140% стандарта цветности NTSC, высокими квантовыми выходами до 90% и радиационными временами жизни в диапазоне 1–29 нс. Сочетание улучшенных оптических свойств и химической устойчивости делает нанокристаллы CsPbX₃ привлекательными для оптоэлектронных применений, особенно в синей и зелёной спектральных областях (410–530 нм), где обычные квантовые точки на основе халькогенидов металлов подвержены фотодеградации.