通过可控的俄歇复合效应，在锌合金化的CsPbBr3纳米晶体中实现明亮且稳定的单光子发射

《Small》：Bright and Stable Single-Photon Emission in Zinc-Alloyed CsPbBr3 Nanocrystals Through Controlled Auger Recombination

单光子源是量子技术的重要组件，铅钙钛矿纳米晶因优异的光电性能备受关注。本研究通过ZnBr?掺杂合成Zn-合金化CsPbBr?纳米晶，消除卤素空位缺陷并钝化表面，使光致发光量子产率达 unity，显著提升稳定性。单粒子荧光分析显示Zn合金化抑制闪烁并增强光稳定性，超快瞬态吸收光谱证实Zn2?合金化加速非辐射复合，有效抑制多光子发射，从而同时优化单光子纯度与稳定性。

　　

摘要

单光子源（SPS）对各种量子技术至关重要。胶体铅卤化物钙钛矿（LHPs）由于其优异的电学和光学性能，在室温下最近受到了广泛关注，成为单光子源的候选材料。然而，它们的实际应用受到稳定性较差以及单光子纯度与非闪烁发射之间权衡的限制，而非闪烁发射对于发光二极管（LED）和激光器应用至关重要。在这项研究中，使用ZnBr₂作为掺杂剂成功合成了掺锌的CsPbBr₃纳米晶体（Zn-NCs），其光学性能优于未掺杂的原始纳米晶体（P-NCs）。这种方法不仅用Zn²⁺替换了有毒的Pb²⁺，还通过Br^?钝化作用消除了与卤素空位相关的深能级陷阱，从而显著提高了纳米晶体的稳定性，并使其光致发光量子产率（PLQY）接近于1。单粒子光致发光（PL）实验表明，Zn-NCs具有更高的单光子纯度、更低的闪烁现象以及更好的光稳定性。飞秒瞬态吸收光谱（fs-TAS）研究显示，锌的掺入加速了非辐射性Auger复合过程，从而抑制了多光子发射，提高了单光子纯度。综合多种技术的结果可以证明，在CsPbBr₃纳米晶格中掺入Zn²⁺显著增强了其稳定性、亮度和单光子纯度，同时减少了闪烁现象。

利益冲突

作者声明没有利益冲突

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者提出合理请求后获取。