Name: facile synthesis of colloidal lead halide perovskite nanoplatelets via ligand-assisted reprecipitation
Uploaded: 2019-10-01T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Facile Synthesis of Colloidal Lead Halide Perovskite Nanoplatelets via Ligand-Assisted Reprecipitation at JoVE.com

وقد دعم هذا العمل وزاره الطاقة الامريكيه ، مكتب العلوم ، علوم الطاقة الاساسيه (BES) تحت رقم الجائزة SC0019345. وكان سونغ كيون ها مدعوما جزئيا بمنحه برنامج الدكتوراه في الخارج من مؤسسه كوانجيونج التعليمية. وقد استخدم هذا العمل المرافق التجريبية المشتركة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، بدعم من المؤسسة الوطنية للعلوم تحت رقم الجائزة DMR-08-19762. نشكر اريك باورز للمساعدة في التدقيق والتحرير.

ملاحظه: سيتم استخدام التدوينات ابسط من 'ن = 1 BX ' و 'ن = 2 abx ' من هنا بدلا من الصيغة الكيميائية المعقدة ل2bx4 و l2[abx3] bx4، علي التوالي. لتحسين الاستقرار والخصائص البصرية من الصفائح الدموية الناتجة perovskite ، فمن المستحسن لإكمال الاجراء بأكمله تحت ظروف خاملة<sup class...

المنتج من هذا التوليف هو الغرويه الرصاص النانو هاليد التي توجها السطوح السطحية الطحينية الكيلامومونيوم (الشكل 1a). يوضح الشكل 1b الإجراءات التركيبية لصفائح النانو الغرويه perovskite عن طريق أعاده هطول الامطار بمساعده ligand. وباختصار ، تم حل أملاح السلائف التاسيسي?...

في العقد الماضي ، وتصنيع الرصاص هاليد perovskites الخلايا الشمسية1،2،3،4،5، 6 وقد سلط الضوء بشكل فعال علي خصائص ممتازة لهذا ماده أشباه الموصلات ، بما في ذلك طويلة انتشار الناقل أطوال7،8،9،10، التركيبية tunability4،5،11 والتوليف منخفض التكلفة12. علي وجه الخصوص ، فان الطبيعة الفريدة للتسامح العيب13،14 يجعل perovskites الرصاص هاليد مختلفه أساسا من أشباه الموصلات الأخرى ، التالي واعده للغاية للتطبيقات الضوئية الجيل القادم.
بالاضافه إلى الخلايا الشمسية ، وقد ثبت perovskites الرصاص هاليد لجعل الاجهزه الضوئية ممتازة مثل الصمامات الثنائية الباعثة علي الضوء6،15،16،17،18، 19،20،21،22، الليزر23،24،25، والفوتودورات26،27، 28- خصوصا, عندما أعدت في شكل نانوكريستالس الغرويه18,29,30,31,32,33,34, 35،36،37،38،39،40،41،42،43، الرصاص قد يحمل هاليد perovskites قويه الكم وعازله الحبس ، والطاقة الكبيرة ملزمه44،45، ومشرق التلالؤ17،19 جنبا إلى جانب مع حل سهل التجهيز. وذكرت مختلف هندسي بما في ذلك الكم النقاط29,30,31,32, nanorods33,34 والصفيحات النانويه18, 35،36،37،38،39،40،41،43 مزيد من التدليل علي شكل توبيليتي من الرصاص هاليد perovskite nanocrystals.
ومن بين تلك نانوكريستالس ، الغرويه ثنائيه الابعاد (2d) الرصاص الهاليد perovskites ، أو "الصفيحات النانو perovskites" ، واعده خصوصا للتطبيقات التي ينبعث منها الضوء بسبب الحجز القوي للناقلات تهمه ، كبيره اكسيتون ملزمه الطاقة الوصول إلى تصل إلى مئات من44mev ، والانبعاثات الضيقة طيفي من الفرق سمك-نقيه من الصفائح الدقيقة39. بالاضافه إلى ذلك ، ذكرت الانبعاثات متباينة الخواص ل 2d perovskite نانوكريستوالس46 وغيرها من أشباه الموصلات 2d47،48 يسلط الضوء علي امكانيه تعظيم الكفاءة outcoupling من المستندة إلى النانو perovskite أجهزه باعثه علي الضوء.
هنا ، ونحن نظهر بروتوكول لبسيطه ، عالميه ، غرفه درجه حرارة التوليف من الغرويه الرصاص هاليد perovskite الصفائح الدموية عن طريق تقنيه أعاده هطول الامطار بمساعده ligand ،36،38،49. وتظهر الصفائح النانويه perovskite التي تتضمن يوديد و/أو الأيونات الهاليد لبروميد الميثيل ، ميثيل الأمونيوم أو فورميدسينينيوم العضوية ، ومتغيرة العضوية يغاندس السطح. وتناقش إجراءات السيطرة علي الطاقة الاستيعابية والانبعاثات ونقاء سمك التشتت الغرويه.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>365nm fiber-coupled LED</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>M365FP1</td>
			<td>Excitation source (Photoluminescence)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Avantes fiber-optic spectrometer</td>
			<td>Avantes</td>
			<td>AvaSpec-2048XL</td>
			<td>Photoluminescence detector (Photoluminescence spectra)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cary 5000</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td></td>
			<td>UV-Vis spectrophotometer (Absorption spectra)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FEI Tecnai G2 Spirit Twin TEM</td>
			<td>FEI Company</td>
			<td></td>
			<td>Transmission electron microscopy (TEM) operating at 120kV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PANalytical X&#39;Pert Pro MPD</td>
			<td>Malvern Panalytical</td>
			<td></td>
			<td>X-ray diffraction (XRD) operating at 45 kV and 40 mA with a copper radiation source.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Materials</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-butylammonium bromide (BABr)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS305000-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-butylammonium chloride (BACl)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>B071025G</td>
			<td>butylamine hydrochloride</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-butylammonium iodide (BAI)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>805874-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-dimethylforamide (DMF)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>227056-1L</td>
			<td>Anhydrous, 99.8%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-dodecylammonium bromide (DDABr)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS300880-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>formamidinium bromide (FABr)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS350000-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>formamidinium iodide (FAI)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS150000-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-hexylammonium bromide (HABr)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS300860-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lead bromide (PbBr2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>398853-5G</td>
			<td>.99.999%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lead chloride (PbCl2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>268-690-5G</td>
			<td>98%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lead iodide (PbI2) solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>795550-10ML</td>
			<td>0.55M in DMF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>methylammonium bromide (MABr)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS301000-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>methylammonium iodide (MAI)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS101000-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-octylammonium bromide (OABr)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS305500-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-octylammonium chloride (OACl)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>O04841G</td>
			<td>octylamine hydrochloride</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-octylammonium iodide (OAI)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS105500-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iso-pentylammonium bromide (i-PABr)</td>
			<td>GreatCell Solar</td>
			<td>MS300710-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>toluene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>244511-1L</td>
			<td>Anhydrous, 99.8%</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

facile synthesis of colloidal lead halide perovskite nanoplatelets via ligand-assisted reprecipitation

في هذا العمل ، ونحن نظهر طريقه سهل لالغرويه الرصاص هاليد perovskite تخليق النانويه (الصيغة الكيميائية: l2[abx3]n-1BX4، l: butylammonium و اوكتيلامونيوم ، ا: ميثيل الأمونيوم أو فورميدينيوم ، ب: الرصاص ، X: بروميد ويوديد ، n: عدد [BX6]4-ثمانيه السطوح الطبقات في اتجاه سماكه الصفيحات النانويه) عن طريق المساعدة علي الترسيب بالاربطه. يتم اعداد الحلول الفردية السلائف perovskite عن طريق حل كل الملح المكونة النانو في ن ، ن-ديميثيلفوراميد (DMF) ، وهو المذيبات العضوية القطبية ، ومن ثم الاختلاط في نسب محدده لسمك نانوصفائح المستهدفة وتكوينها. مره واحده يتم إسقاط الحل السلائف المختلطة في تولوين غير القطبية ، والتغير المفاجئ في الذوبان يؤدي إلى تبلور لحظيه من الصفائح الدموية مع يغاندس السطح المتجه إلى الأرض التي توفر الاستقرار الغرويه. وتكشف أطياف الضوء الضوئي والامتصاص عن الميزات المحدودة الكمية والمحصورة بقوة. الاشعه السينية والمجهر الكترون انتقال تاكيد الهيكل ثنائي الابعاد لصفائح النانو. وعلاوة علي ذلك ، ونحن نثبت ان الفجوة الفرقة من الصفيحات النانو perovskite يمكن ضبطها بشكل مستمر في النطاق المرئي من خلال متفاوتة من قياس الانحناء من أيونات الهاليد (ق). وأخيرا ، فاننا نظهر مرونة طريقه أعاده هطول الامطار التي تساعد علي الربط باليد عن طريق إدخال أنواع متعددة مثل الاغطيه السطحية المتوجه. وتمثل هذه المنهجية اجراء بسيطا لاعداد تشتت أشباه الموصلات الغرويه ثنائيه الابعاد.

التوضيح التخطيطي لصفائح النانو perovskite واجراء التوليف يعطي لمحه عامه عن المواد والتفاصيل الاصطناعية (الشكل 1). صور من المحاليل النانويه perovskite الغرويه تحت الضوء المحيط والاشعه فوق البنفسجية (الشكل 2) ، جنبا إلى جنب مع التلالؤ الضوئي والطيف الامتصاص (<strong class="xfig...

Watch this Scientific Journal Video about Facile Synthesis of Colloidal Lead Halide Perovskite Nanoplatelets via Ligand-Assisted Reprecipitation at JoVE.com

Facile Synthesis of Colloidal Lead Halide Perovskite Nanoplatelets via Ligand-Assisted Reprecipitation

يوضح هذا العمل سهل الغرفة-تركيب درجه الحرارة من الغرويه الكم المحصورة الرصاص هاليد perovskite الصفائح الدموية بواسطة ligand بمساعده طريقه أعاده هطول الامطار. الصفيحات النانويه التوليف تظهر الميزات البصرية الضيقة طيفيا والقدرة الطيفية المستمرة في جميع انحاء نطاق مرئية من خلال تغيير تكوين وسمك.

التوليف facile من الرصاص الغرويه Halide Perovskite النانو الصفائح الدموية عن طريق Ligand بمساعده أعاده هطول الامطار

In this work, we demonstrate a facile method for colloidal lead halide perovskite nanoplatelet synthesis (Chemical formula: L2[ABX3]n-1BX4, L: ...

يوضح هذا البروتوكول تركيب درجة حرارة الغرفة من الصفائح النانوية البيروتية الغروية للتطبيقات الإلكترونية البصرية المستقبلية. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذا النهج في المرونة التركيبية التي يوفرها. من خلال إجراء تغييرات مباشرة على الخلائط السلائف، يمكن الحصول بسهولة على مختلف الصفائح النانوية perovskite.الرصاص هاليد perovskites هي مناسبة بشكل فريد لطريقة reprecipitation بمساعدة ليغاند. على عكس أشباه الموصلات التقليدية، يمكن كسر الروابط داخل شعرية الكريستال بيروفسكيت بسهولة وإصلاحها في درجة حرارة الغرفة. توليف وتساويه في الصفائح النانوية بروميد الرصاص الميثيلامونيوم، مزيج كميات ميليلتر الفردية من حلول السلائف العثور المشار إليها 0.2 وفقا للجدول.توليف وتساوي الرصاص ميثيلامونيوم يوديد الصفائح النانوية، مزيج وحدات تخزين ميليلتر الفردية من 0.2 السلائف المولور المشار إليها وفقا للجدول. لتجميع الصفائح النانوية مع تكوينات الهاليد المختلطة، والجمع بين بروميد فقط وأوديد فقط بيريوفسكيت حلول السلائف النانوية من نفس سمك في نسبة الحجم المطلوب لتكوين الهدف. ل perovskite nanoplatelet التوليف، حقن 10 ميكرولترات من كل حل السلائف مختلطة في 10 milliliter aliquots الفردية من التولوين تحت اثارة قوية.اترك الحلول تحت التحريك لمدة 10 دقائق حتى لا يتم ملاحظة أي تغييرات أخرى في اللون لضمان بلورة كاملة لكل من الصفائح النانوية perovskite. من أجل تنقية عامة من الألواح النانوية perovskite، الطرد المركزي الحلول في 2،050 مرات ز لمدة 10 دقائق والتخلص من كبرى. ثم، إعادة صرف الصفائح النانوية في حجم مناسب من المذيبات وفقا للتحليل المصب المخطط لها مع دوامة.صور من حلول الغروية perovskite nanoplatelet تحت الضوء المحيط والأشعة فوق البنفسجية جنبا إلى جنب مع الأطياف photoluminescence وامتصاص مزيد من تأكيد الطبيعة الممدجة والaborptive من الصفائح النانوية. يمكن استخدام صور المجهر الإلكتروني للإرسال وأنماط إزالة المخالفات بالأشعة السينية لتقدير الأبعاد الجانبيّة وتباعد التراص في الصفائح النانوية، على التوالي، مع التأكيد على هياكلها الثنائية الأبعاد. أطياف الامتصاص من حلول البروفسكيت النانوية مع الهاليدات المختلطة توضح التونة من فجوة النطاق.أطياف فوتولومينسنس متطابقة من الصفائح النانوية بيروفسكيت مع يغاند مختلفة توضح المرونة التركيبية لأنواع غطاء السطح العضوي. وتجدر الإشارة إلى أن الرقابة الدقيقة على النسب بين السلائف الفردية تحدد سمك الصفائح النانوية الناتجة وتضمن تجانسها في السمك. بعد تركيب وتنقية من الصفائح النانوية، يمكن تنفيذ عمليات ما بعد التوليف، مثل ترسب رقيقة، تغليف البوليمر، وتصنيع الجهاز optoelectronic اعتمادا على الاستخدام المخطط لها.ومن السمات المثيرة لهذه الطريقة الاصطناعية مدى ملاءمتها للتجريب الآلي والعالي من خلال وضع، والتي يمكن استخدامها لتوليد بسرعة مجموعات كبيرة من البيانات لتدريب نماذج الكمبيوتر التنبؤية. ويعتقد أن الهاليدات الرصاص أن تكون مسرطنة واستنشاق المذيبات العضوية والجسيمات النانوية يمكن أن تكون خطيرة. التعامل مع جميع المواد الكيميائية في بيئة الواردة جيدا.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Facile and Efficient Preparation of Tri-component Fluorescent Glycopolymers via RAFT-controlled Polymerization

إعداد سطحي والفعال للGlycopolymers نيون ثلاثي مكون عبر تسيطر عليها RAFT البلمرة

Synthetic glycopolymers are instrumental and versatile tools used in various biochemical and biomedical research fields. An example of a facile and ...

Synthesis and Exfoliation of Discotic Zirconium Phosphates to Obtain Colloidal Liquid Crystals

التوليف وتقشير من Discotic الزركونيوم الفوسفات للحصول على بلورات الغروية السائل

Due to their abundance in natural clay and potential applications in advanced materials, discotic nanoparticles are of interest to scientists and ...

Facile Preparation of 4-Substituted Quinazoline Derivatives

إعداد سطحي المشتقات كينازولين 4 تبديل،

Reported in this paper is a very simple method for direct preparation of 4-substituted quinazoline derivatives from a reaction between substituted ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

تخليق البروتين Bioconjugates<em&gt; عبر</em&gt; سيستين-maleimide الكيمياء

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Epitaxial Growth of Perovskite Strontium Titanate on Germanium via Atomic Layer Deposition

الفوقي نمو Perovskite سترونتيوم تيتانات على الجرمانيوم عن طريق ترسب طبقة الذري

Atomic layer deposition (ALD) is a commercially utilized deposition method for electronic materials. ALD growth of thin films offers thickness control and ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

توليف سطحي من المذيلات تشبه دودة من الضوء المرئي وساطة التشتت البلمرة عن طريق Photoredox محفز

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

The Synthesis of [Sn10(Si(SiMe3)3)4]2- Using a Metastable Sn(I) Halide Solution Synthesized via a Co-condensation Technique

The Synthesis of [Sn10SiSiMe334]2- Using a Metastable SnI Halide Solution Synthesized via a Co-condensation Technique

وتوليف [القصدير<sub&gt; 10</sub&gt; (سي (سايم<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 4</sub&gt;]<sup&gt; 2</sup<sup&gt; -</sup&gt; باستخدام متبدل الاستقرار القصدير (I) الحل هالايد تجميعي عبر تقنية المشارك التكثيف

The number of well-characterized metalloid tin clusters, synthesized by applying the disproportionation of a metastable Sn(I) halide in the presence of a ...

Low Pressure Vapor-assisted Solution Process for Tunable Band Gap Pinhole-free Methylammonium Lead Halide Perovskite Films

عملية الحل المدعوم من بخار الضغط المنخفض للفرقة الانضباطي الفجوة خالية من الثقب الرصاص ميثيلامونيوم هاليد بيروفسكيتي الأفلام

Organo-lead halide perovskites have recently attracted great interest for potential applications in thin-film photovoltaics and optoelectronics. Herein, ...