超薄铅卤化物钙钛矿纳米片(NPLs)可以在整个可见光谱范围内实现可调发射，并且NPLs的带隙可调性不需要卤化物组分工程，因此可以避免卤化物偏析。然而，它们的光致发光量子产率(PLQY)和光电应用常常受到传统胺配体的可逆质子化和去质子化的阻碍。
近日，南京理工大学曾海波&李晓明、西班牙维戈大学Lakshminarayana、香港城市大学Andrey L. Rogach等人在ACS Materials Letters上发表了题为“Amine-Free CsPbBr3 Perovskite Nanoplatelets Produced with Monolayer-Precision Thickness Control”的论文。该论文展示了不使用任何胺的4-十二烷基苯磺酸封端CsPbBr3 NPLs的合成，并阐明了它们的成核和生长机制。无胺NPLs的厚度以单层级精度控制，因此，发射波长可以在437至504 nm之间调整。无胺NPLs仅由苯磺酸盐基团封端，从而产生富含Cs的表面。无胺NPLs的PLQY高达80%，并且具有较慢的载流子弛豫。这项工作对钙钛矿NPLs的表面化学和配体动力学进行了全面的研究。
核心创新点：
1. 开发了一种无胺合成方法，采用苯磺酸作为唯一配体，合成具有精确单层厚度控制(n = 2–7)的CsPbBr3 NPLs；
2. 无胺的CsPbBr3NPLs由Cs-DBSA封端，因此表现出与传统油铵封端的NPLs不同的富Cs+表面；
3. DBSA 封端的NPLs具有高达80%的PLQY和超过11 ns的长PL寿命，显著高于典型的胺封端NPLs（分别为~30%和1.7 ns）。
二、图文导读
图1 (a) 无胺NPLs合成工艺示意图。(b)具有不同NPLs厚度（n表示单层数）的CsPbBr3NPLs的吸收（浅实线）和发射（深色实线）光谱。(c)面朝下n=2 NPLs和(d)面朝上n=3 NPLs的TEM图像。(e)洛伦兹偏振(Lp)校正后n=2和n=3 NPLs的X射线衍射图。
图2 (a) 1800–1000 cm–1和(b)1250–850 cm–1之间的n=2和n=3 NPLs、OA和DBSA的FTIR光谱。(c) DBSA和OA的分子结构。(d)纯OA、纯DBSA、DBSA-Pb和n=3 CsPbBr3 NPLs的1H NMR全谱。3.88 ppm处的额外共振表明n=3 CsPbBr3 NPLs中存在残留的乙酸乙酯反溶剂。
图3 (a) TOPO-PbBr2、TOPO-PbBr2-DBSA和PbBr2-OAm-OA的紫外-可见吸收光谱；三种情况下的溶剂都是TME。(b)无胺CsPbBr3NPLs的生长机制。(c)计算的Br/Pb比和(d)计算的Br/Cs比，作为OAm-Br和Cs-DBSA封端的CsPbBr3 NPLs厚度的函数。红星分别代表测得的n=2和n=3 Cs-DBSA NPLs的Br/Pb比和Br/Cs比
图4 (a) n=3 OAm-NPLs和n=3 DBSA-NPLs的荧光衰减。(b)吸收（虚线）和发射（实线）光谱，以及(c)在100 °C下延长反应时间的CsPbBr3 NPLs的荧光衰减。
三、论文信息
Ye Wu, Yang Liu, Nadesh Fiuza-Maneiro, Sergio Gómez-Graña, Muhammad Imran, Lakshminarayana Polavarapu, Andrey L. Rogach, Xiaoming Li*, and Haibo Zeng*. Amine-Free CsPbBr3Perovskite Nanoplatelets Produced with Monolayer-Precision Thickness Control. ACS Materials Letters
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsmaterialslett.4c00670
吴晔、刘阳为本论文的共同第一作者。
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