CSPBI3ナノ結晶の発光特性に対する構造効果

メタルハロゲン化物ペロブスカイトナノクリスタル（NCS）は、太陽光発電および発光用途に有望です。結晶格子の柔らかさにより、構造的修飾は光電子特性に重大な影響を与えます。ここでは、7〜17 nmの範囲のCSPBI3 NCのサイズ依存性光電子特性を調査し、温度と圧力を熱力学的変数として使用して、システムのエネルギー論を調節し、大量距離を選択的に調整します。温度依存性フォトルミネッセンス分光法により、発光クエンチングチャネルが非放射性損失の増加とより大きな粒子の励起子とフォノンのカップリングが弱く、順番に発光効率に影響することがわかりました。XRD特性評価に支えられた最大2.5 GPAまでの圧力依存測定により、γ相からΔ相へのNCサイズに依存する固体溶解相転移が明らかになりました。重要なことに、これらの構造変化に対する光学反応は、NCのサイズに強く依存します。私たちの調査結果は、CSPBI3 NCのサイズと構造および光電子特性を相関させる興味深いガイドラインを提供します。これは、このクラスのソフト半導体の機能を工学するために重要です。

Metal halide perovskite nanocrystals (NCs) are promising for photovoltaic and light-emitting applications. Due to the softness of their crystal lattice, structural modifications have a critical impact on their optoelectronic properties. Here we investigate the size-dependent optoelectronic properties of CsPbI3 NCs ranging from 7 to 17 nm, employing temperature and pressure as thermodynamic variables to modulate the energetics of the system and selectively tune the interatomic distances. By temperature-dependent photoluminescence spectroscopy, we have found that luminescence quenching channels exhibit increased non-radiative losses and weaker exciton-phonon coupling in bigger particles, in turn affecting the luminescence efficiency. Through pressure-dependent measurements up to 2.5 GPa, supported by XRD characterization, we revealed a NC-size dependent solid-solid phase transition from the γ-phase to the δ-phase. Importantly, the optical response to these structural changes strongly depends on the size of the NC. Our findings provide an interesting guideline to correlate the size and structural and optoelectronic properties of CsPbI3 NCs, important for engineering the functionalities of this class of soft semiconductors.