Étude du dopage contrôlé des ions Mn (Ⅱ) et de leurs propriétés d'émission dans les nanocristaux de pérovskite CsPbX3

CHEN Jie ,  

YIN Zhe ,  

WANG Lijin ,  

LI Yu ,  

WANG Shuaibing ,  

LIN Ouyang ,  

TANG Aiwei ,  

TENG Feng ,  

摘要

La stratégie de dopage par les ions Mn est largement utilisée pour améliorer la stabilité des nanocristaux de pérovskite CsPbX3 (Nanocrystals, NCs) et pour moduler la teneur en plomb (Pb), mais la vitesse de la réaction de dopage ionique est très rapide et difficile à contrôler. Dans cet article, des méthodes d'injection thermique en une étape et en deux étapes ont été utilisées pour un contrôle large et précis de la teneur en Mn2+, préparant des CsPbCl3∶Mn2+ NCs avec différentes concentrations de Mn2+. Par l'étude de leur structure et de leurs performances lumineuses, ils ont été distingués en structures d'alliage et structures dopées, révélant en outre des mécanismes différents lors du contrôle de Mn2+ par les méthodes à une étape et deux étapes. Il a été clarifié que dans des rapports Pb ∶ Mn d'introduction identiques, les nanocristaux à structure d'alliage synthétisés en une étape possèdent une teneur en Mn2+ plus élevée, ce qui renforce le pic d'émission lié à Mn autour de 610 nm, avec un rendement quantique de photoluminescence maximal de 77%. Les nanocristaux à structure dopée obtenus par la méthode en deux étapes présentent également un rendement quantique de photoluminescence élevé avec une teneur moindre en Mn2+. De plus, le dopage contrôlable en Mn2+ améliore efficacement la stabilité des nanocristaux de pérovskite, qui conservent leur morphologie et leurs performances lumineuses après quatre semaines de stockage. Il est à noter que la structure d'alliage favorise davantage la stabilité de l'émission excitonique intrinsèque que la structure dopée. En outre, des nanocristaux de pérovskite CsPb(ClxBr3-x)∶Mn2+ avec d'excellentes performances lumineuses ont été synthétisés, leur spectre de fluorescence pouvant être ajusté entre 404 et 640 nm. Cependant, lorsque la teneur en Br- est élevée, le pic d'émission lié à Mn disparaît en raison de l'inadéquation entre la bande interdite de CsPbBr3 et le niveau d'énergie 4T1⁃6A1 de Mn2+. Cet article souligne l'importance du dopage contrôlé de Mn2+ dans la préparation de CsPbCl3∶Mn2+, ce qui est essentiel pour la synthèse contrôlée des nanocristaux.

关键词

pérovs kite entièrement inorganique;CsPbCl3∶Mn2+;contrôle des composants

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