近年来,铅基钙钛矿 纳米晶因载流子迁移率高、扩散距离长、荧光量子产率高等优异特性而被广泛研究。然而,不同于以共价键结合的贵金属和硫属化合物纳米晶,钙钛矿纳米晶主要以离子键结合,并且其表面态更加复杂,因此展现出了不同的配体与纳米晶相互作用。
半导体纳米晶又称人造原子,因其随尺寸可调的光电特性而引起人们的广泛关注。纳米晶的尺寸一般在几纳米到几十纳米,与体相材料相比纳米晶的比表面积更大,因此需要配体包覆来提供胶体稳定性。除了提供胶体稳定性,配体在纳米晶的全生命周期中都扮演着重要的角色。反应前,配体通过与试剂结合在溶液中形成前驱体。在反应过程中,配体可以通过影响前驱体的供给速率和单体的形成来调节结晶动力学,从而影响纳米晶的尺寸和形状。除此之外,配体还可以作为封端剂来终止纳米晶的生长。即便在合成后,也可以通过配体后处理来消除纳米晶的表面缺陷。
首先从钙钛矿纳米晶的可控合成出发讨论了配体在尺寸和形貌调控方面的作用。接着对配体与钙钛矿纳米晶表面的键合方式进行了总结,并对目前流行的配体钝化以及后处理方法进行了梳理。配体的钝化作用以及电学传输特性对于光电器件性能具有重要影响,因此作者对光电器件中所涉及的载流子产生和复合动力学进行了讨论,并且基于配体工程总结了光电探测器、太阳电池、发光二极管和激光等应用的最新进展。最后作者从纳米晶可控合成、配体表面结合以及光电应用三个角度出发,指出了存在的问题和挑战。
Wenda Sun, Rui Yun, Yuling Liu, Xiaodan Zhang, Mingjian Yuan, Libing Zhang, Xiyan Li*,Ligands in Lead Halide Perovskite Nanocrystals: From Synthesis to Optoelectronic Applications, Small,2023.
DOI: 10.1002/smll.202205950
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202205950