胶体体卤化铅钙钛矿量子点：从合成到应用

可控条件下制备的胶体半导体纳米晶体有助于对量子现象更好的研究和利用，并且可以扩大其生产规模用于商业用途。这些量子点材料在超高清显示、太阳能电池、量子计算、生物成像、光通信等产业有广泛的应用。在过去的十年中，卤化铅钙钛矿纳米晶体作为高效半导体迅速崭露头角。尽管大多数研究集中在弱到中等限制区域的大纳米晶体上，强限制区域（尺寸小于铅卤钙钛矿的激子玻尔直径，范围为4-12纳米）的量子点（QDs）提供了独特的机会，包括偏振光发射和在单一卤化物组成的钙钛矿中无法实现的区域内纯色且稳定的发光。基于此，本文第一作者Junzhi Ye博士(英国牛津大学)，通讯作者Lakshminarayana Polavarapu教授（西班牙维戈大学）和Robert L.Z. Hoye教授（英国牛津大学）在Chemical Society Review上发表教程综述。

我们汇集了关于这一新兴且快速发展的领域的最新见解，重点讨论了强限制钙钛矿量子点的合成（包括传统人工合成和人工智能辅助的高通量合成）、稳态光学特性（包括吸收和激子精细结构分裂）和瞬态动力学（包括光生载流子的热化、弛豫。和复合）。我们还讨论了它们在单光子发射用于量子技术以及发光二极管等应用中的最新进展。最后，我们展望了强限制量子点的未来挑战和机遇，特别是在改善单分散性和稳定性的可控合成、光物理学的基本问题以及提高强限制钙钛矿量子点在发光二极管中性能的方法。关键学习要点：1.尺寸和形状可控的合成方法，从三维纳米晶体到零维量子点，包括传统的批量方法和新兴的数据驱动高通量方法。2.强限制零维量子点的基本光学特性，与类体相三维卤化物钙钛矿纳米晶体相比，包括偏振光发射和激子精细结构分裂。3.量子点的尺寸依赖性激子弛豫/复合特性，涉及暗激子和亮激子。4.量子点的单颗粒光学特性，包括光谱线宽、光致发光闪烁和单光子发射。5.钙钛矿量子点LED的发展及提高效率和稳定性的策略。

Strongly-confined colloidal lead-halide perovskite quantum dots: from synthesis to applicationsJ. Ye, D. Gaur, C. Mi, Z. Chen, I. L. Fernández, H. Zhao, Y. Dong, L. Polavarapu and R. L. Z. Hoye, Chem. Soc. Rev., 2024.

DOI: 10.1039/D4CS00077C

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/cs/d4cs00077c