二维/三维ZnS/钙钛矿异质结构实现的高效且稳定的光发射

《Laser & Photonics Reviews》：Highly Efficient and Stable Light Emission from Two-Dimensional/Three-Dimensional ZnS/Perovskite Heterostructures

通过引入硫原子桥并同步结晶动力学，实现了3D铅卤化物钙钛矿与2D ZnS的高效异质结构，在可见光范围内获得高稳定发光性能及器件外量子效率28.6%。

　　

摘要

将三维（3D）铅卤化物钙钛矿与二维（2D）共价半导体结合在一起，有望充分利用这两种材料类别出色的光电性能。然而，由于它们固有的晶体结构、键合特性和形成能差异，至今尚未实现连续的2D/3D异质结构。在这里，我们提出了一种通用的界面工程策略，通过在界面引入原子级硫桥并同步它们的结晶动力学，实现了2D硫属化合物/3D钙钛矿异质结构的外延生长。钙钛矿表面的硫化处理有助于其与2D ZnS的晶格匹配，而配体重构（将强配位的Zn─O键替换为弱配位的Zn─N键）则调节了硫属化合物层的生长速率，使其与钙钛矿层保持一致。这种方法制备出了在可见光谱范围内具有高发光性能且耐水性的异质结构，包括蓝色、绿色和红色发光的ZnS/CsPbX₃（X = Cl, Br, I）体系。值得注意的是，所制备的红色发光ZnS/CsPbBrI₂异质结构在溶液中的光致发光量子产率为98.21%，在发光器件中的外部量子效率为28.6%。我们的工作为离子型半导体和共价半导体之间的结合提供了一种通用方法，为光电器件中连续异质结构的设计开辟了新的可能性。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。