光によるブレークスルーが量子ドットの精密調整を可能にする (Light-Powered Breakthrough Enables Precision Tuning of Quantum Dots)

ad

2025-02-18 ノースカロライナ州立大学 (NC State)

ノースカロライナ州立大学の研究チームは、光を用いて量子ドットの光学特性を調整する新技術を開発しました。この手法は、従来の化学的修飾や高温反応に比べ、エネルギー効率が高く、環境に優しい方法です。研究では、緑色発光のペロブスカイト量子ドットを塩素またはヨウ素を含む溶液に入れ、マイクロフルイディクスシステム内で光を照射しました。光のエネルギー量を調整することで、量子ドットのバンドギャップを精密に制御し、発光色を青から赤まで変化させることに成功しました。この技術は、LED、太陽電池、ディスプレイ、量子技術など、量子ドットを利用する多くの分野での応用が期待されています。

<関連情報>

金属ハロゲン化物ペロブスカイト量子ドットの光誘起バンドギャップエンジニアリングフロー Photo-Induced Bandgap Engineering of Metal Halide Perovskite Quantum Dots In Flow

Pragyan Jha, Nikolai Mukhin, Arup Ghorai, Hamed Morshedian, Richard B. Canty, Fernando Delgado-Licona, Emily E. Brown, Austin J. Pyrch, Felix N. Castellano, Milad Abolhasani
Advanced Materials  Published: 11 February 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/adma.202419668

光によるブレークスルーが量子ドットの精密調整を可能にする (Light-Powered Breakthrough Enables Precision Tuning of Quantum Dots)

Abstract

Over the past decade, lead halide perovskite (LHP) nanocrystals (NCs) have attracted significant attention due to their tunable optoelectronic properties for next-generation printed photonic and electronic devices. High-energy photons in the presence of haloalkanes provide a scalable and sustainable pathway for precise bandgap engineering of LHP NCs via photo-induced anion exchange reaction (PIAER) facilitated by in situ generated halide anions. However, the mechanisms driving photo-induced bandgap engineering in LHP NCs remain not fully understood. This study elucidates the underlying PIAER mechanisms of LHP NCs through an advanced microfluidic platform. Additionally, the first instance of a PIAER, transforming CsPbBr3 NCs into high-performing CsPbI3 NCs, with the assistance of a thiol-based additive is reported. Utilizing an intensified photo-flow microreactor accelerates the anion exchange rate 3.5-fold, reducing material consumption 100-fold compared to conventional batch processes. It is demonstrated that CsPbBr3 NCs act as photocatalysts, driving oxidative bond cleavage in dichloromethane and promoting the photodissociation of 1-iodopropane using high-energy photons. Furthermore, it is demonstrated that a thiol-based additive plays a dual role: surface passivation, which enhances the photoluminescence quantum yield, and facilitates the PIAER. These findings pave the way for the tailored design of perovskite-based optoelectronic materials.

0505化学装置及び設備
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました