Kupfer(I)-halogenidbasierte Materialien sind eine neue Klasse von bleifreien optoelektronischen Materialien, die in den letzten Jahren aufgrund ihrer einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften, ihrer reichhaltigen strukturellen Vielfalt und ihrer hervorragenden optoelektronischen Leistungsfähigkeit in der Optoelektronik verstärkt Beachtung gefunden haben. Dieser Artikel gibt einen systematischen Überblick über die neuesten Forschungsfortschritte bei kupfer(I)-halogenidbasierten Materialien. Ausgehend von der Kristallstrukturdesign werden deren elektronische Eigenschaften, optische Eigenschaften und kontrollierte Synthesestrategien eingehend diskutiert. Die Forschung zeigt, dass kupfer(I)-halogenidbasierte Materialien durch Strukturkontrolle (z. B. A-Stellen-Kationenauswahl, Halogenkomponentensoptimierung) nicht nur die hohe Fluoreszenzquantenausbeute und spektrale Einstellbarkeit von bleihaltigen Perowskiten erben, sondern auch die Stabilität des Materials und dessen Umweltanpassungsfähigkeit deutlich verbessern, wodurch die Toxizitäts- und Stabilitätsprobleme bleihaltiger Perowskite effektiv gelöst werden. Allgemein wird angenommen, dass ihre breitbandigen Emissionseigenschaften aus dem Mechanismus der selbstgefangenen Exzitonenemitters resultieren, die sich durch große Stokes-Verschiebungen, lange Lumineszenzlebensdauer und starke Exziton-Phonon-Kopplung auszeichnen. Es werden Synthesetechniken für Einkristalle, Nanokristalle und Dünnfilme vorgestellt und die Forschungsfortschritte bei der Anwendung dieses Materials in optoelektronischen Geräten wie Leuchtdioden (LEDs), Photodetektoren und Röntgen-Szintillatoren zusammengefasst. So überschritt die externe Quantenausbeute grüner LEDs auf Kupfer(I)-Halogenidbasis 13 %, der auf Cs₃Cu₂I₅-Filmen basierende ultraviolette Tiefenphotodetektor erreichte eine hohe Empfindlichkeit von 17,8 A·W⁻¹, und die Lichtausbeute des Cs₃Cu₂I₅-Szintillators betrug 79.279 Photonen·MeV⁻¹. In Zukunft wird durch präzise Steuerung der Materialdimensionen, Optimierung der Geräteoberflächen und Erforschung neuer Anwendungsszenarien erwartet, dass kupfer(I)-halogenidbasierte Materialien die Entwicklung optoelektronischer Geräte in Richtung hoher Effizienz, Umweltfreundlichkeit und Multifunktionalität vorantreiben.

Kupfer(I)-halogenidbasierte Materialien; Strukturkontrolle; Selbstgefangene Exzitonenemission; optoelektronische Geräte; bleifreie Materialien