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胶体LHP纳米晶体(NC)是发光材料，可用于发光二极管 (LED)、液晶显示器(LCD) (5)、激光器、闪烁体和发光太阳能聚光器。这些材料表现出多种有利的光致发光 (PL) 特性。胶体卤化铅钙钛矿 (LHP) 纳米晶体作为光致发光量子点 (QD) 受到关注，其性质取决于尺寸和形状。它们通常是通过难以控制的离子复分解反应在亚秒级时间尺度上合成的。有鉴于此，苏黎世联邦理工学院Maksym V.Kovalenko等人报告了单分散、可分离的球形 APbBr3 QD（A=Cs、甲脒、甲基铵）的室温合成，其尺寸可从3纳米调整到13纳米以上。前体 (PbBr2) 和 A[PbBr3] 溶质之间的复杂平衡使成核和生长的动力学在时间上分开并显着减慢，后者作为单体。所有这些组合物的量子点在其线性吸收光谱中表现出多达四个激子跃迁，证明所有跃迁的尺寸相关限制能与A位阳离子无关。预计类似的“低离子强度”反应将被开发用于精密合成其他结构软金属卤化物的NC 以及工程复杂的金属卤化物NC异质结构。目标是建立一种机制，其中通过引入Cs-阳离子来激活PbBr3-阴离子的形成，通过在整个合成过程中将后者作为系统中唯一可用的阳离子。平衡通过一种共同的配位剂与非反应性 PbBr2前体储层保持平衡，中性分子三辛基氧化膦 (TOPO) 作为唯一的配位剂来溶解 PbBr2前体。在室温下将二异辛基亚膦酸铯 (Cs-DOPA) 溶液注入该PbBr2:TOPO溶液中。TOPO和DOPA都是LHP QD的弱结合配体，因此很容易被卵磷脂取代，卵磷脂是一种强结合的两性离子配体，用于后续的分离和纯化步骤以及异位表征。反应体积可以很容易地缩放以产生具有相同光学特性的克级量子点。
图 单分散CsPbBr3量子点的室温、可控速率合成通过计算单光子吸收截面来分析形状本身的影响。与完美球体相比，立方对称引入了一种扰动，该扰动耦合了不同角动量的球体状态。这种耦合导致高阶吸收状态之间的混合和分裂，这导致实验观察到的吸收光谱平滑。此外，最近对长方体CsPbBr3 NCs的SAXS研究表明，沿长方体边缘之一（消融）的长度减少了多达 20%，这进一步促进了高阶吸收状态的分裂。特别是，从球形到扁长方体的转变导致第二次和第三次吸收转变几乎完全变平。
使用原位光学吸收光谱来了解使用纯中性配位剂 (TOPO)如何防止PbBr2过早且不受控制地转化为PbBr3-溶质。明确了反应控速步骤是将Cs[PbBr3]中间体转化为CsPbBr3。
将合成方法扩展到混合小型有机-无机LHP QD。FAPbBr3 QD是通过用 FA-乙酸盐代替Cs2CO3和用DOPA和OA的混合物代替DOPA来合成的。观察到FAPbBr3 QD的形成速度比CsPbBr3QD快一个数量级（分钟时间尺度）。MA-乙酸盐的类似实验产生了一系列尺寸的单分散MAPbBr3 NC，尽管合成时间进一步缩短至~ 10 s。
图 用原位和非原位光谱观察到的CsPbBr3 QD中的激子跃迁与理论计算得到证实
图 单分散FAPbBr3和MAPbBr3量子点以及与CsPbBr3量子点的比较QUINTEN A. AKKERMAN, et al. Controlling the nucleation and growth kinetics of lead halide perovskite quantum dots. Science, 2022, 377(6613):1406-1412.DOI: 10.1126/science.abq3616.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq3616
