Long-Distance Charge Carrier Funneling in Perovskite Nanowires Enabled by Built-in Halide Gradient

卤化物 化学 钙钛矿(结构) 载流子 纳米线 带隙 光致发光 溴化物 光电子学 化学物理 扩散 纳米技术 半导体 无机化学 材料科学 结晶学 物理 热力学
作者
Wenming Tian,Jing Leng,Chunyi Zhao,Shengye Jin
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:139 (2): 579-582 被引量:103
标识
DOI:10.1021/jacs.6b10512
摘要

The excellent charge carrier transportation in organolead halide perovskites is one major contributor to the high performance of many perovskite-based devices. There still exists a possibility for further enhancement of carrier transportation through nanoscale engineering, owing to the versatile wet-chemistry synthesis and processing of perovskites. Here we report the successful synthesis of bromide-gradient CH3NH3PbBrxI3-x single-crystalline nanowires (NWs) by a solid-to-solid ion exchange reaction starting from one end of pure CH3NH3PbI3 NWs, which was confirmed by local photoluminescence (PL) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) measurements. Due to the built-in halide gradient, the long-distance carrier transportation was driven by the energy funnel, rather than the spontaneous carrier diffusion. Indeed, local PL kinetics demonstrated effective charge carrier transportation only from the high-bandgap bromide-rich region to the low-bandgap iodine-rich region over a few micrometers. Therefore, these halide gradient NWs might find applications in various optoelectronic devices requiring long-distance and directional delivery of excitation energy.
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