Sure Ceylan

ZUSAMMENFASSUNG: Zinnhalogenidperowskit Quantenpunkte (ZHP QP) sind aussichtsreiche Alternativen für ihre Bleianaloge im Hinblick auf rote und nah‐infrarote Lichtemission. ZHP sind jedoch durch Kationenleerstellen intrinsisch stark p‐dotiert, was die Photolumineszenzquantenausbeute (PLQA) von ZHP QP limitiert. Die niedrigen Kationenleerstellenbildungsenergien erlauben keine ausreichende stöchiometrische Kontrolle über den Grad der Dotierung, und effektive aliovalente Dotierungsstrategien zur extrinsischen Regulierung der Ladungsträgerkonzentration sind nicht bekannt. Diese Arbeit etabliert organische Dikationen wie Ethylendiammonium (EN) als effektive Elektronendonatoren für ZHP QP. Die aliovalente A‐Kationensubstitution kompensiert die p‐Dotierung und steigert dadurch die PLQA um mehr als zwei Größenordnungen. 4 bis 16 nm CsSnI ₃ ‐EN QP emittieren bei Wellenlängen größer als 750 nm mit PLQA von bis zu 38%. Dieses Konzept funktioniert sowohl mit diversen Dikationen als auch für hybride FASnI ₃ QP. Die ursprünglichen, p‐dotierten ZHP QP zeigen ein größenabhängiges infrarotes Absorptionsband, das Intrabandübergängen im Valenzband zugeschrieben wird und bei Kompensationsdotierung durch EN verschwindet. Röntgenphotoelektronenspektroskopie (PES) zeigt erhöhte Kernniveaubindungsenergien aller Perowskitbestandteile, die mit einer Verschiebung des Ferminiveaus um 0.1 eV weg vom Valenzband übereinstimmen. Der Befund wird von der Darstellung der Fehlstellengleichgewichte durch Dichtefunktionaltheorieberechnungen bestätigt. Diese Ergebnisse etablieren organische Dikationen als Donatoren zur Herstellung von nah‐infrarot emissiven ZHP QP.

Tin halide perovskite quantum dots (THP QDs) are promising alternatives to their lead analogs for red and near‐infrared emission. However, cation vacancies cause strong p ‐doping, limiting the photoluminescence quantum yields (PLQYs) of quantum‐confined THP QDs. Low formation energies of charged cation vacancies hinder doping control through stoichiometry alone, while effective aliovalent doping strategies for extrinsic control of carrier concentrations remain lacking. Here, we establish organic dications, such as ethylenediammonium (EN), as effective electron‐donor dopants for THP QDs. Aliovalent A‐cation substitution compensates the p ‐character, enhancing the PLQY by over two orders of magnitude. CsSnI ₃ ‐EN QDs ranging in size from 4 to 16 nm emit beyond 750 nm with PLQYs up to 38%. Enhancements extend to various dications and hybrid FASnI ₃ QDs. The pristine, hole‐doped THP QDs exhibit a size‐dependent infrared absorption band arising from valence‐to‐valence intraband transitions, which disappears upon compensatory EN doping. X‐ray photoelectron spectroscopy reveals increased core‐level binding energies for all three perovskite constituents, consistent with a Fermi level shift of approximately 0.1 eV away from the valence band. Density functional theory calculations corroborate this finding and elucidate the defect equilibria. These results establish organic dications as donor dopants for near‐infrared emissive THP QDs.

Tin halide perovskite quantum dots (THP QDs) are highly compelling contenders for their lead analogs when it comes to light emission in the red and near-infrared regions. However, THPs are inherently highly p-doped due to cation vacancies, limiting the photoluminescence quantum yields (PLQYs) of quantum-confined THP QDs. The low formation energies of charged cation vacancies hinder synthetic control of doping levels by stoichiometry alone, and effective aliovalent doping strategies to extrinsically control carrier concentrations are lacking. This work establishes that organic dications, such as ethylenediammonium (EN), are effective electron-donor dopants for THP QDs. The aliovalent A-cation substitution compensates the p-character, thereby enhancing the PLQY by over two orders of magnitude. 4 to 16 nm CsSnI ₃ -EN QDs emit beyond 750 nm with PLQYs up to 38%. Enhancements are found for various dications and for hybrid FASnI ₃ QDs. X-ray photoelectron spectroscopy shows increased core-level binding energies for all three perovskite constituents, consistent with a Fermi level shift away from the valence band by circa 0.1 eV. This finding is corroborated by density functional theory calculations, which elucidate the defect equilibria. These results establish organic dications as donor dopants to produce near-infrared emissive THP QDs.