Halogenid-Perowskit-Nanokristalle können durch viele verschiedene Ansätze synthetisiert werden. Viele davon stoppen das Kristallwachstum, indem sie Liganden bei einer spezifischen Temperatur und/oder einem bestimmten Zeitpunkt hinzufügen.
Diese Liganden koordinieren sich an die Oberflächenatome und stoppen so die laufende Reaktion. Bei diesen Methoden ist die Kontrolle kritischer Parameter wie der Temperatur von Lösungsmitteln zwingend erforderlich. Geringfügige Abweichungen können zu unbrauchbaren Produkten führen.
Wir haben eine einfache Synthesetechnik entwickelt, die polymerverkapselte Perowskit-Nanokristalle liefert, ohne dass Liganden die Kristallgröße begrenzen müssen.
Zunächst werden Micellen gebildet, indem dem Lösungsmittel Polymere zugesetzt werden. Dies geschieht, wenn die Polymerkonzentration höher als die kritische Mizellenkonzentration ist.
Zweitens werden Vorläufersalze separat zugegeben. Ionen aus diesen Salzen diffundieren in die Mizellen, wo der Kristall gebildet wird. Die Kristallgröße wird durch die Größe der Polymermicelle bestimmt. Drittens wird die Lösung gereinigt.
Das ist nötig, weil Kristalle nicht nur innerhalb von Mizellen, sondern auch außerhalb von Mizellen in allen möglichen Größen und Formen wachsen. Alle Schritte führen zu einem chemischen Gleichgewicht. Dadurch sind Parameter wie Timing oder Temperatur nicht mehr so entscheidend und eine hohe Reproduzierbarkeit kann gewährleistet werden. Mizellendaten
Mit dieser Technik konnten wir den gesamten sichtbaren Bereich mit schmalen Emissionsspektren abdecken. Darüber hinaus sind mizellverkapselte Nanokristalle vor umweltbedingtem Abbau geschützt, sodass selbst nach 75 Tagen vollständigem Eintauchen in Wasser Photolumineszenz gemessen werden kann.
Zusätzlich wird die Migration von Halogenidionen unterdrückt und Nanokristallschichten von MAPI und MAPBr zeigen einen Förster-Resonanzenergietransfer (FRET).
All diese Eigenschaften sind sehr vielversprechend für die Integration in optoelektronische Geräte.
Weitere Informationen finden Sie unter
Polymer Nanoreactors Shield Perovskite Nanocrystals from Degradation V. A. Hintermayr, C. Lampe, M. Löw, J. Roemer, W. Vanderlinden, M. Gramlich, A. X. Böhm, C. Sattler, B. Nickel, T. Lohmüller und A. S. Urban Nano Lett., 2019, 19, 4928–4933
Doubly Stabilized Perovskite Nanocrystal Luminescence Downconverters, Q. Xue, C. Lampe, T. Naujoks, K. Frank, M. Gramlich, M. Schoger, W. Vanderlinden, P. Reisbeck, B. Nickel, W. Brütting, A. S. Urban, Adv. Optical Mater., 2022, 10, 2102791