Evolution of the Luminescence Properties of Single CsPbBr3 Perovskite Nanocrystals During Photodegradation

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The evolution of the luminescence blinking of single CsPbBr3 perovskite nanocrystals with a characteristic size of ~25 nm during photodegradation has been experimentally investigated. It has been demonstrated that the blue shift of the luminescence peak and a decrease in the average luminescence intensity are accompanied by the increasing role of nonradiative Auger processes underlying the charging mechanism of blinking. A method based on the analysis of photon antibunching g2(0) and exciton and biexciton recombination rates is used to determine the blinking mechanism. The data obtained have made it possible to reveal a transition from the trapping to charging blinking mechanism with a change in the sizes of a CsPbBr3 single nanocrystal.

About the authors

V. A. Baitova

HSE University

Email: eremchev@isan.troitsk.ru
105066, Moscow, Russia

M. A. Knyazeva

HSE University;Troitsk Separate Branch, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: eremchev@isan.troitsk.ru
105066, Moscow, Russia;108840, Troitsk, Moscow, Russia

I. A. Mukanov

Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences;Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)

Email: eremchev@isan.troitsk.ru
108840, Moscow, Russia;141701, Dolgoprudnyi, Moscow region, Russia

A. O. Tarasevich

Troitsk Separate Branch, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences

Email: eremchev@isan.troitsk.ru
108840, Troitsk, Moscow, Russia

A. V. Naumov

Troitsk Separate Branch, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences;Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences;Moscow Pedagogical State University

Email: eremchev@isan.troitsk.ru
108840, Troitsk, Moscow, Russia;108840, Moscow, Russia;119435, Moscow, Russia

A. G. Son

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University);Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: eremchev@isan.troitsk.ru
141701, Dolgoprudnyi, Moscow region, Russia;119991, Moscow, Russia

S. A. Kozyukhin

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences;Faculty of Chemistry, Tomsk State University

Email: eremchev@isan.troitsk.ru
119991, Moscow, Russia;634050, Tomsk, Russia

I. Yu. Eremchev

Institute of Spectroscopy, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: eremchev@isan.troitsk.ru
108840, Moscow, Russia

References

  1. J. Shamsi, A. S. Urban, M. Imran, L. De Trizio, and L. Manna, Chem. Rev. 119(5), 3296 (2019).
  2. A.K. Jena, A. Kulkarni, and T. Miyasaka, Chem. Rev. 119(5), 3036 (2019).
  3. J. Song, J. Li, X. Li, L. Xu, Y. Dong, and H. Zeng, Adv. Mater. 27(44), 7162 (2015).
  4. О.И. Пацинко, А.А. Романенко, В. В. Крюков, Л.Л. Троцюк, О.С. Кулакович, С. В. Гапоненко, Журнал прикладной спектроскопии 90(1), 61 (2023).
  5. S. Ullah, J. Wang, P. Yang, L. Liu, Sh.-E. Yang, T. Xia, H. Guo, and Yo. Chen, Materials Advances 2(2), 646 (2021).
  6. J. Song, L. Xu, J. Li, J. Xue, Y. Dong, X. Li, and H. Zeng, Adv. Mater. 28(24), 4861 (2016).
  7. К.С. Секербаев, Г.К. Мусабек, Н.С. Покрышкин, В. Г. Якунин, Е.Т. Таурбаев, Е. Шабдан, Ж.Н. Утегулов, В.С. Чирвоный, В.Ю. Тимошенко, Письма в ЖЭТФ 114(7-8), 515 (2021).
  8. S. Yakunin, L. Protesescu, F. Krieg, M. I. Bodnarchuk, G. Nedelcu, M. Humer, G. De Luca, M. Fiebig, W. Heiss, and M.V. Kovalenko, Nat. Commun. 6(1), 8056 (2015).
  9. G. Yuan, C. Ritchie, M. Ritter, S. Murphy, D.E. G'omez, and P. Mulvaney, J. Phys. Chem. C 122(25), 13407 (2017).
  10. Z. Wang, Z. Zhang, L. Xie, S. Wang, Ch. Yang, Ch. Fang, and F. Hao, Adv. Opt. Mater. 10(3), 2101822 (2021).
  11. R.M. Dickson, A.B. Cubitt, R.Y. Tsien, and W.E. Moerner, Nature 388(6640), 355 (1997).
  12. D.A.V. Bout, W.-T. Yip, D.H. Hu, D.-K. Fu, T.M. Swager, and P. F. Barbara, Science 277, 1074 (1997).
  13. M. Nirmal, B.O. Dabbousi, M.G. Bawendi, J. J. Macklin, J.K. Trautman, T.D. Harris, and L.E. Brus, Nature 383, 802 (1996).
  14. Y. Tian, A. Merdasa, M. Peter, M. Abdellah, K. Zheng, C. S. Ponseca, T. Pullerits, A. Yartsev, V. Sundstrom, and I.G. Scheblykin, Nano Lett. 15, 1603 (2015).
  15. A. Halder, N. Pathoor, A.G. Chowdhury, and S.K. Sarkar, J. Phys. Chem. C 122(27), 15133 (2018).
  16. A.L. Efros and M. Rosen, Phys. Rev. Lett. 78, 1110 (1997).
  17. PA. Frantsuzov and R.A. Marcus, Phys. Rev. B 72, 155321 (2005).
  18. P.A. Frantsuzov, S. Volkan-Kacso, and B. Janko, Phys. Rev. Lett. 103, 207402 (2009).
  19. I. Pelant and J. Valenta, Luminescence Spectroscopy of Semiconductors, Oxford University Press, Oxford (2012).
  20. Д.С. Гец, Е.Ю. Тигунцева, А.С. Берестенников, Т. Г. Ляшенко, А.П. Пушкарев, С.В. Макаров, А.А. Захидов, Письма в ЖЭТФ 107(12), 768 (2018).
  21. M. Gerhard, B. Louis, R. Camacho, A. Merdasa, J. Li, A. Kiligaridis, A. Dobrovolsky, J. Hofkens, I.G. Scheblykin, Nat. Commun. 10, 1698 (2019).
  22. R. Chen, J. Li, A. Dobrovolsky, S. Gonzalez-Carrero, M. Gerhard, M.E. Messing, V. Chirvony, J. P'erez-Prieto, and I.G. Scheblykin, Adv. Opt. Mater. 8(4), 1901642 (2020).
  23. A. Merdasa, Y. Tian, R. Camacho, A. Dobrovolsky, E. Debroye, E. L. Unger, J. Hofkens, V. Sundstr¨om, and I.G. Scheblykin, ACS Nano 11, 5391 (2017).
  24. E.A. Podshivaylov, M.A. Kniazeva, A.O. Tarasevich, I.Y. Eremchev, A.V. Naumov, and P.A. Frantsuzov, J. Mater. Chem. C 11(25), 8570 (2023).
  25. A. Merdasa, M. Bag, Yu. Tian, E. K¨allman, A. Dobrovolsky, and I. Scheblykin, J. Phys. Chem. C 120(19), 10711 (2016).
  26. Y.-S. Park, S. Guo, N. S. Makarov, and V. I. Klimov, ACS Nano 9(10), 10386 (2015).
  27. B.-W. Hsu, Y.-T. Chuang, C.-Y. Cheng, C.-Y. Chen, Y.-J. Chen, A. Brumberg, L. Yang, Y.-Sh. Huang, R.D. Schaller, L.-J. Chen, Ch.-S. Chuu, and H.-W. Lin, ACS Nano 15(7), 11358 (2021).
  28. H. Zhang, X. Fu, Y. Tang, H. Wang, C. Zhang, W.W. Yu, X. Wang, Y. Zhang, and M. Xiao, Nature Commun. 10(1), 1088 (2019).
  29. Y.A. Darmawan, M. Yamauchi, and S. Masuo, The Journal of Physical Chemistry C 124(34), 18770 (2020).
  30. D.A. Hines, M.A. Becker, and P.V. Kamat, J. Phys. Chem. 116, 13452 (2012).
  31. W.G. J.H.M. van Sark and P. L.T.M. Frederix, J. Phys. Chem. 105, 8281 (2001).
  32. M. Sykora, A.Y. Koposov, J.A. McGuire, R.K. Schulze, O. Tretiak, J.M. Pietryga, and V. I. Klimov, ACS Nano 4, 2021 (2010).
  33. E. J. Juarez-Perez, L.K. Ono, I. Uriarte, E. J. Cocinero, and Ya. Qi, ACS Appl. Mater Interfaces 11(13), 12586 (2019).
  34. P. Huang, S. Sun, H. Lei, Y. Zhang, H. Qin and H. Zhong, eLight 3(10), 3728 (2023).
  35. L. Protesescu, S. Yakunin, M. Bodnarchuk, F. Krieg, R. Caputo, Ch.H. Hendon, R. Yang, A. Walsh, and M. Kovalenko, Nano Lett. 15(6), 3692 (2015).
  36. И.Ю. Еремчев, Н.А. Лозинг, А.А. Баев, А.О. Тарасевич, М. Г. Гладуш, А.А. Роженцов, А.В. Наумов, Письма в ЖЭТФ 108(1), 26 (2018).
  37. I.Yu. Eremchev, D.V. Prokopova, N.N. Losevskii, I.T. Mynzhasarov, S.P. Kotova, and A.V. Naumov, Phys.-Uspekhi 65, 617 (2022).
  38. И.Ю. Еремчев, М.Ю. Еремчев, А.В. Наумов, Успехи физических наук 189, 312 (2019).
  39. I.Yu. Eremchev, A.O. Tarasevich, M.A. Kniazeva, J. Li, A.V. Naumov, and I.G. Scheblykin, Nano Lett. 23(6), 2087 (2023).
  40. Y. S. Park, J. Lim, N. S. Makarov, V. I. Klimov, Nano Lett. 17(9), 5607 (2017).
  41. I. S. Osad'ko, I.Yu. Eremchev, and A.V. Naumov, J. Phys. Chem. 119, 22646 (2015).
  42. G. Yuan, D.E. Gomez, N. Kirkwood, K. Boldt, and P. Mulvaney, ACS Nano 12, 3397 (2018).
  43. K.E. Shulenberger, S.C. C.'t Wallant, M.D. Klein, A.R. McIsaac, T. Goldzak, D.B. Berkinsky, H. Utzat, U. Barotov, T.V. Voorhis, and M.G. Bawendi, Nano Lett. 21(18), 7457 (2021).
  44. J. Zhao, O. Chen, D.B. Strasfeld, and M.G. Bawendi, Nano Lett. 12(9), 4477 (2012).
  45. N. S. Makarov, S. Guo, O. Isaienko, W. Liu, I. Robel, and V. I. Klimov, Nano Lett. 16(4), 2349 (2016).
  46. Y. Li, T. Ding, X. Luo, Z. Chen, X. Liu, X. Lu, and K. Wu, Nano Research 12(3), 619 (2019).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».