W ciągu ostatniej dekady produkcja ogniw słonecznych z perowskitów halogenku ołowiu1,2,3,4,5,6 skutecznie podkreśliło doskonałe właściwości tego materiału półprzewodnikowego, w tym długie długości dyfuzji nośników7,8,9,10, możliwość modyfikacji kompozycji4,5,11 i tania synteza12. W szczególności unikalny charakter tolerancji defektów13,14 sprawia, że perowskity halogenkowe ołowiu zasadniczo różnią się od innych półprzewodników, a tym samym są bardzo obiecujące dla zastosowań optoelektronicznych nowej generacji.
Oprócz ogniw słonecznych, wykazano, że perowskity halogenkowe ołowiu są doskonałymi urządzeniami optoelektronicznymi, takimi jak diody elektroluminescencyjne6,15,16,17,18,19,20,21,22, lasers23,24,25, and photodetectors26,27,28. Zwłaszcza, gdy jest przygotowany w postaci nanokryształów koloidalnych18,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43, perowskity halogenkowe ołowiu mogą wykazywać silne uwięzienie kwantowe i dielektryczne, dużą energię wiązania ekscytonów44,45 i jasną luminescencję17,19 wraz z łatwą przetwarzalnością roztworu. Różne raportowane geometrie, w tym kropki kwantowe29,30,31,32, nanorods33,34 i nanoplatelets18,35,36,37,38,39,40,41,43 dodatkowo demonstrują możliwość przestrajania kształtu nanokryształów perowskitu halogenku ołowiu.
Wśród tych nanokryształów, koloidalne dwuwymiarowe (2D) perowskity halogenkowe ołowiu, zwane "nanopłytkami perowskitu", są szczególnie obiecujące do zastosowań emitujących światło ze względu na silne uwięzienie nośników ładunku, dużą energię wiązania ekscytonów sięgającą setek meV44, oraz spektralnie wąską emisję z zespołów nanopłytek o czystej grubości39. Dodatkowo, emisja anizotropowa zgłoszona dla nanokryształów perowskitu 2D46 i innych półprzewodników 2D47,48 podkreśla potencjał maksymalizacji wydajności rozprzęgania urządzeń emitujących światło na bazie nanopłytek perowskitu.
Tutaj demonstrujemy protokół prostej, uniwersalnej syntezy w temperaturze pokojowej koloidalnych nanopłytek perowskitu halogenku ołowiu za pomocą techniki recytacji wspomaganej ligandem36,38,49. Wykazano nanopłytki perowskitu zawierające aniony halogenkowe jodku i/lub bromku, kationy organiczne metyloamonu lub formamidyny oraz zmienne organiczne ligandy powierzchniowe. Omówiono procedury kontroli energii absorpcji i emisji oraz czystości grubości i dyspersji koloidalnej.