Colloidal Synthesis of Lead-Free Silver–Indium Double-Perovskite Cs2AgInCl6 Nanocrystals and Their Doping with Lanthanide Ions

兴奋剂 纳米晶 材料科学 掺杂剂 离子 镧系元素 钙钛矿(结构) 卤化物 分析化学(期刊) 无机化学 纳米技术 化学 结晶学 光电子学 有机化学 色谱法
作者
Wonseok Lee,Seunghwa Hong,Sungjee Kim
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:123 (4): 2665-2672 被引量:191
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.8b12146
摘要

Recently, lead halide perovskite (LHP) materials have shown potential for many optoelectronic applications. However, the structural instability and toxicity concerns necessitated robust and heavy-metal-free alternatives. We report a synthetic route to Cs2AgInCl6 double-perovskite nanocrystals (DP NCs) that have the crystal structure replacing two lead ions in LHP by a pair of silver and indium ions. Cubic-shaped Cs2AgInCl6 DP NCs were obtained with a narrow size distribution, which showed superior stability against moisture that rivaled core–shell-structured CdS/ZnS NCs. Cs2AgInCl6 DP NCs showed discrete optical properties: (i) multiple absorbing states that resolved the parity-forbidden band-edge transition at 3.33 eV and next—following higher order parity—allowed transition at 4.88 eV and (ii) multiple emission states that consisted of the band edge emission at 350 nm and emissions from defective states that peaked at 395 nm. The synthetic route was further exploited for isovalent doping with lanthanide ions, which yielded Yb-doped, Er-doped, and Yb/Er-codoped Cs2AgInCl6 DP NCs. The characteristic f–f transition emissions were observed in infrared at 996 nm for Yb3+ and at 1537 nm for Er3+ dopants.
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