Синтез, структура и оптические свойства полупроводниковых перовскитных наночастиц CsBX3 (B = Pb, Mn; X = Br, Cl)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложена модифицированная методика получения перовскитных наночастиц с частичной заменой свинца на марганец. Представлены данные о структуре, форме и размере полученных наночастиц, а также приведены результаты ЭПР-спектроскопии, указывающие на наличие парамагнитных центров. Это позволило сформулировать предположение о механизме вхождения в структуру перовскита ионов Mn со степенью окисления +2. Показано влияние частичной замены свинца на марганец на оптические свойства перовскитных частиц, в частности, на появление новых люминесцентных полос в области 600 нм.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Гущина

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: ya.l2er0us0ya2012@ya.ru
Россия, Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701; Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991

А. Г. Сон

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sonsacha@gmail.com
Россия, Институтский пер., 9, Долгопрудный, 141701; Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991

А. А. Егорова

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: sonsacha@gmail.com
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991

А. А. Архипенко

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: sonsacha@gmail.com
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991

М. А. Теплоногова

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: sonsacha@gmail.com
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991

Н. Н. Ефимов

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: sonsacha@gmail.com
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991

С. А. Козюхин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: sonsacha@gmail.com
Россия, Ленинский пр-т, 31, Москва, 119991

Список литературы

  1. Cheng L., Chi J., Su M. et al. // J. Mater. Chem. C. 2023. № 11. P. 7970. https://doi.org/10.1039/D2TC04967H
  2. Terenziani F., Katan C., Badaeva E. et al. // Adv. Mater. 2008. V. 20. № 24. P. 4641. https://doi.org/10.1002/adma.200800402
  3. Kaur P., Singh K. // J. Mater. Chem. C. 2019. V. 7. № 37. P. 11361. https://doi.org/10.1039/C9TC03719E
  4. Zhang J., Campbell R.E., Ting A.Y. et al. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2002. V. 3. P. 906. https://doi.org/10.1038/nrm976
  5. Tsien R.Y. // Annu. Rev. Biochem. 1998. V. 67. P. 509. https://doi.org/10.1146/annurev.biochem.67.1.509
  6. Nagai T., Ibata K., Park E.S. et al. // Nat. Biotechnol. 2002. V. 20. P. 87. https://doi.org/10.1038/nbt0102-87
  7. Xue L., Yu Q., Griss R. et al. // Angew. Chem. Int. Ed. 2017. V. 56. № 25. P. 7112. https://doi.org/10.1002/anie.201702403
  8. Arts R., Ludwig S.K.J., Gerven B.C.B. van et al. // ACS Sensor. 2017. V. 2. № 11. P. 1730. https://doi.org/10.1021/acssensors.7b00695
  9. de Aberasturi D.J., Serrano-Montes A.B., Liz-Marzan L.M. // Adv. Opt. Mater. 2015. V. 3. № 5. P. 602. https://doi.org/10.1002/adom.201500053
  10. Pan Y., Zhang Y., Kang W. et al. // Mater. Adv. 2022. V. 3. P. 4053. https://doi.org/10.1039/D2MA00100D
  11. He Y., Petryk M., Liu Z. et al. // Nat. Photonics. 2021. V. 15. P. 36. https://doi.org/10.1038/s41566-020-00727-1
  12. Fateev S.A., Khrustalev V.N., Simonova A.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 997. https://doi.org/10.1134/S0036023622070087
  13. Muratova E.N., Moshnikov V.A., Aleshin A.N. et al. // Glass Phys Chem. 2023. V. 49. P. 672. https://doi.org/10.1134/S1087659623600357
  14. Fateev S.A., Stepanov N.M., Petrov A.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. P. 992. https://doi.org/10.1134/S0036023622070075
  15. The National Renewable Energy Laboratory (NREL) Best Research-Cell Efficiency Chart URL: https://www.nrel.gov/pv/assets/pdfs/best-research-cell-efficiencies-rev220630.pdf
  16. Reb L.K., Bohmer M., Predeschly B. et al. // Sol. RRL. 2022. V. 6. № 11. P. 2200537. https://doi.org/10.1002/solr.202200537
  17. Kolobkova E.V., Makurin A.V., Dadykin A.Y. et al. // Glass Phys Chem. 2022. V. 48. P. 403. https://doi.org/10.1134/S1087659622800070
  18. Mastryukov M.V., Son A.G., Tekshina E.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 10. P. 1492. https://doi.org/10.31857/S0044457X22100336
  19. Bartesaghi D., Ray A., Jiang J. et al. // APL Mater. 2018. V. 6. P. 121106. https://doi.org/10.1063/1.5060953
  20. Pandey N., Kumar A., Chakrabarti S. // RSC Advances. 2019. V. 9. № 51. P. 29556. https://doi.org/10.1039/c9ra05685h
  21. Travis W., Glover E. N. K., Bronstein H. // Chem. Sci. 2016. V. 7. № 7. P. 4548. https://doi.org/10.1039/C5SC04845A
  22. Parobek D., Dong Y., Qiao T. et al. // ACS Chem. Mater. 2018. V. 30. № 9. P. 2939. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.8b00310
  23. Kanoun M.B., Goumri-Said S. // Mater. Energy. 2021. V. 21. P. 100796. https://doi.org/10.1016/j.mtener.2021.100796
  24. Meinardi F., Akkerman Q. A., Bruni F. et al. // ACS Energy Lett. 2017. V. 2. P. 2368. https://doi.org/10.1021/acsenergylett.7b00701
  25. Li M., Zhang X., Du Y. et al. // J. Lumin. 2017. V. 190. P. 397. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.05.080
  26. Pandey N., Chakrabarti S. // IEEE J. Photovoltaics. 2020. V. 10. № 5. P. 1359. https://doi.org/10.1109/JPHOTOV.2020.3005210
  27. Kim. S.H., Park K.-D., Lee H.S. // MDPI. 2021. V. 14. № 2. P. 275. https://doi.org/10.3390/en14020275
  28. De A., Mondal N., Samanta A. // Nanoscale. 2017. V. 7. P. 16722. https://doi.org/10.1039/C7NR06745C
  29. Chen S. // Journal of Material Science: Materials in Electronics. 2019. V. 30. P. 19536. https://doi.org/10.1007/s10854-019-02319-4
  30. Pradeep K.P., Ranjani V. // APL Mater. 2020. V. 8. P. 020901. https://doi.org/10.1063/1.5140888
  31. Hills-Kimball K., Perez M.J., Nagaoka Y. et al. // ACS Chem. Mater. 2020. V. 32. № 6. P. 2489. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.9b05082
  32. Goldschmidt V.M., Die Gesetze der Krystallochemie // Naturwissenschaften. 1926. V. 14. № 21. P. 477. https://doi.org/10.1007/BF01507527
  33. Park J.-S., Lee H.-S., Lai J.R. et al. // J. ACS. 2003. V. 125. № 28. P. 8539. https://doi.org/10/1021/ja034180z

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Дифрактограммы перовскитных наночастиц: 1 – CsPbBr3; 2 – CsPbCl3–zBrz; 3 – CsPbCl3; 4 – CsPb1–yMnyCl3–zBrz; 5 – CsPb1–yMnyCl3.

Скачать (220KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микрофотографии наночастиц различных составов: CsPbBr3 (а); CsPbCl3–zBrz (б); CsPbCl3 (в); CsPb1–yMnyCl3–zBrz (г); CsPb1–yMnyCl3 (д).

Скачать (681KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Электронные спектры поглощения наночастиц составов: 1 – CsPbBr3; 2 – CsPbCl3–zBrz; 3 – CsPbCl3; 4 – CsPb1–yMnyCl3–zBrz; 5 – CsPb1–yMnyCl3.

Скачать (119KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Электронные спектры поглощения вблизи области краевого поглощения наночастиц: 1 – CsPbBr3; 2 – CsPbCl3–zBrz; 3 – CsPbCl3; 4 – CsPb1–yMnyCl3–zBrz; 5 – CsPb1–yMnyCl3.

Скачать (116KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектры фотолюминесценции наночастиц: 1 – CsPbBr3 (λвозб = 365 нм); 2 – CsPbCl3–zBrz (λвозб = = 365 нм); 3 – CsPbCl3 (λвозб = 365 нм); 4 – CsPb1–yMnyCl3–zBrz (λвозб = 227 нм); 5 – CsPb1–yMnyCl3 (λвозб = 241 нм).

Скачать (214KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Спектры ЭПР для наночастиц CsPb1–yMnyCl3 (Х-диапазон, 294 K).

Скачать (101KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024