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膠體LHP納米晶體(NC)是發光材料，可用于發光二極管 (LED)、液晶顯示器(LCD) (5)、激光器、閃爍體和發光太陽能聚光器。這些材料表現出多種有利的光致發光 (PL) 特性。膠體鹵化鉛鈣鈦礦 (LHP) 納米晶體作為光致發光量子點 (QD) 受到關注，其性質取決于尺寸和形狀。它們通常是通過難以控制的離子復分解反應在亞秒級時間尺度上合成的。有鑒于此，蘇黎世聯邦理工學院Maksym V.Kovalenko等人報告了單分散、可分離的球形 APbBr3 QD（A=Cs、甲脒、甲基銨）的室溫合成，其尺寸可從3納米調整到13納米以上。前體 (PbBr2) 和 A[PbBr3] 溶質之間的復雜平衡使成核和生長的動力學在時間上分開并顯著減慢，后者作為單體。所有這些組合物的量子點在其線性吸收光譜中表現出多達四個激子躍遷，證明所有躍遷的尺寸相關限制能與A位陽離子無關。預計類似的“低離子強度”反應將被開發用于精密合成其他結構軟金屬鹵化物的NC 以及工程復雜的金屬鹵化物NC異質結構。目標是建立一種機制，其中通過引入Cs-陽離子來激活PbBr3-陰離子的形成，通過在整個合成過程中將后者作為系統中唯一可用的陽離子。平衡通過一種共同的配位劑與非反應性 PbBr2前體儲層保持平衡，中性分子三辛基氧化膦 (TOPO) 作為唯一的配位劑來溶解 PbBr2前體。在室溫下將二異辛基亞膦酸銫 (Cs-DOPA) 溶液注入該PbBr2:TOPO溶液中。TOPO和DOPA都是LHP QD的弱結合配體，因此很容易被卵磷脂取代，卵磷脂是一種強結合的兩性離子配體，用于后續的分離和純化步驟以及異位表征。反應體積可以很容易地縮放以產生具有相同光學特性的克級量子點。
圖 單分散CsPbBr3量子點的室溫、可控速率合成通過計算單光子吸收截面來分析形狀本身的影響。與完美球體相比，立方對稱引入了一種擾動，該擾動耦合了不同角動量的球體狀態。這種耦合導致高階吸收狀態之間的混合和分裂，這導致實驗觀察到的吸收光譜平滑。此外，最近對長方體CsPbBr3 NCs的SAXS研究表明，沿長方體邊緣之一（消融）的長度減少了多達 20%，這進一步促進了高階吸收狀態的分裂。特別是，從球形到扁長方體的轉變導致第二次和第三次吸收轉變幾乎完全變平。
使用原位光學吸收光譜來了解使用純中性配位劑 (TOPO)如何防止PbBr2過早且不受控制地轉化為PbBr3-溶質。明確了反應控速步驟是將Cs[PbBr3]中間體轉化為CsPbBr3。
將合成方法擴展到混合小型有機-無機LHP QD。FAPbBr3 QD是通過用 FA-乙酸鹽代替Cs2CO3和用DOPA和OA的混合物代替DOPA來合成的。觀察到FAPbBr3 QD的形成速度比CsPbBr3QD快一個數量級（分鐘時間尺度）。MA-乙酸鹽的類似實驗產生了一系列尺寸的單分散MAPbBr3 NC，盡管合成時間進一步縮短至~ 10 s。
圖 用原位和非原位光譜觀察到的CsPbBr3 QD中的激子躍遷與理論計算得到證實
圖 單分散FAPbBr3和MAPbBr3量子點以及與CsPbBr3量子點的比較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
