金属ハライドペロブスカイトナノクリスタル（CsPbX3）は、その優れた光電子特性によりディスプレイ技術の理想的な候補材料となっているが、従来の長鎖リガンド（オレイン酸/オレイルアミンなど）の弱い配位性と長い鎖構造により、表面欠陥およびキャリア輸送が制限され、発光ダイオード（PeLED）の性能向上を妨げている。本研究では、カルボキシル基（—COOH）とヒドロキシ基（—OH）を介してCsPbBr3表面と配位結合および水素結合を形成し、ナノクリスタル表面欠陥の効率的なパッシベーションを実現する短鎖かつ強いキレート性のクエン酸（CA）リガンドを開発した。実験および密度汎関数理論（DFT）計算により、クエン酸リガンドの吸着エネルギーは従来のオレイン酸/オレイルアミンリガンドよりも著しく高く、ナノクリスタルのサイズ分布が均一化され、光励起発光量子収率（PLQY）が大幅に向上し、非放射再結合速度が大幅に低減されることが示された。クエン酸修飾CsPbBr3ナノクリスタルを用いた緑色ペロブスカイト発光ダイオードは優れた電気発光性能を示し、最高外部量子効率（EQE）と電流効率はそれぞれ13.58％および42.93 cd/Aに達した。本研究で開発した低コストのリガンドエンジニアリング戦略はペロブスカイト表面制御の新たな手法を提供し、光電子デバイスである光検出器や太陽電池などの応用拡大の基盤となる。

ペロブスカイト;発光ダイオード;リガンド;外部量子効率