通过超分子卤素键富集高效钙钛矿纳米晶体LED的锚定位点

胶体半导体纳米颗粒可以被视为无机单晶核和有机配体单层的复合物。配体锚定在纳米晶体表面的位置和类型对纳米晶体的形态、尺寸、键合模式、吸附-解吸过程以及整体稳定性、光电性能等至关重要。

特别是在具有软晶格性质的钙钛矿纳米晶体（PNCs）中，配体官能团的键合环境在决定PNCs的光电性质和稳定性方面起着至关重要的作用

然而，官能团与锚定位点之间的相互作用以及官能团之间的协同和排斥特性尚未完全理解，这阻碍了高性能PNC材料和器件的理想化设计

在最近发表在《光：科学与应用》上的一篇论文中，由中国吉林大学集成光电子国家重点实验室和电子科学与工程学院的张宇教授及其同事领导的一个科学家团队揭示了钙钛矿纳米晶体（PNCs）表面的新锚定位点（超分子卤键）采用经典的三苯基膦（TPP）配体及其衍生物2-（二苯基膦基）-联苯（DPB）

“研究发现，除了传统认为的p-Pb配位相互作用外，p和I还可以形成一种意想不到的卤键相互作用。”作者结合核磁共振波谱、傅立叶变换红外光谱和X射线光电子能谱对其进行了深入表征

“与TPP相比，TPP-CsPbI3中存在化学位移，表明TPP中的含p官能团与CsPbI3-PNCs的表面相互作用，导致p的配位环境发生变化。

”TPP钝化PNCs的FTIR光谱还显示出两个额外的峰2和3，但它们分别位移到542 cm-1和1120 cm-1。这表明TPP钝化的CsPbI3-PNCs中的I…P超分子相互作用与TPP-I2的相互作用相似但不相同，这归因于I2和CsPbI3中I原子的不同化学环境“由于Pb和P官能团之间的强结合，TPP和DPB钝化的PNC膜的Pb 4f光谱向较高的结合能移动。TPP和DP钝化的PNC膜的I 3d光谱向较低的结合能转移，这可以被认为是TPP或DPP中的亲核原子P与PNC中的I相互作用的结果，将电子给亲电的I的区域，研究人员表示。

上述两种键的共存显著增加了碘空位缺陷的形成能，提高了PNCs的光致发光量子产率。同时，p和I的直接相互作用增强了Pb-I八面体的稳定性，并显著抑制了I离子的迁移还探索了zene环，表明额外苯环（DPB）的引入增加了PNC表面的离域性质，并显著改善了PNC之间的电荷传输

“最后，BPB钝化的PNC基顶发射LED在500 mA cm-2的电流密度下实现了22.8%的峰值EQE和2.6%的极低效率衰减，”他们补充道

“多功能锚定位点的选择为改善PNC和器件的光电性能提供了一种新的策略，”科学家们预测