化学分野 江部日南子助教と千葉貴之准教授 (山形大学有機材料システム研究科)、城戸淳二教授 (同大学有機材料システム研究科) の相安定なハロゲン化鉛ペロブスカイト^注1CsPbI₃ 量子ドット^注2を用いた高性能な赤色量子ドットLEDに関する論文がChemical Engineering Journal (Impact Factor 15.1) に掲載されました。本成果は、科研費 (23K13804、22K20525) および戦略的国際共同研究プログラム (SICOP) V4等の支援により実施されました。

Journal ：Chemical Engineering Journal

Title   ：Guanidium Iodide Treatment of Size-controlled CsPbI₃ Quantum Dots for Stable Crystal Phase and Highly Efficient Red LEDs

Authors：Hinako Ebe*, Rikuo Suzuki, Shunsuke Sumikoshi, Mizuho Uwano, Reine Moriyama, Daisuke Yokota, Mahiro Otaki, Kazushi Enomoto, Takao Oto, Takayuki Chiba*, and Junji Kido*

DOI    ：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.144578

The optoelectronic properties of lead-halide perovskite quantum dots (QDs) can be tuned according to their halogen composition ratio and quantum size effect. However, the pure red emission of CsPbI₃ QDs exhibits poor phase stability, thereby resulting in a phase transition to a nonphotoactive yellow phase at room temperature. These phase instabilities are accompanied by crystal strain and instability of the QD surface, which induce ion diffusion and desorption. Herein, we demonstrate the precise size control and postsynthetic guanidinium iodide (GAI) treatment to stabilize the crystal phase of CsPbI₃ QDs. These synergistic effect results in higher ambient photoluminescence stability and photostability than those of pristine QDs. More importantly, the CsPbI₃ QD light-emitting diodes achieve excellent external quantum efficiency of 22.5% and longer operational stability of over 10 h by the synergy effect of QD size control and GAI treatment.

化学式APbX₃で表されるペロブスカイト結晶である。一価のカチオン (Aサイト)、二価の鉛カチオン (Pb²⁺)、ハロゲンアニオン (Xサイト) で構成される。優れた光電特性を有する半導体材料であり、太陽電池やLEDなど幅広い光電デバイスへの応用が期待されている。