Las perovskitas de haluros metálicos se han convertido en materiales candidatos muy prometedores para aplicaciones de emisión de luz gracias a su ancho de banda ajustable y su excelente pureza de color. A pesar de los importantes avances en la investigación de los diodos emisores de luz (LED) de perovskita, su estabilidad operativa sigue siendo un reto crítico para las aplicaciones prácticas. Los octaedros [PbX₆]⁴⁻ con vértices compartidos, centrados por cationes Pb²⁺, constituyen la estructura fundamental de estos materiales y determinan principalmente su configuración electrónica y propiedades ópticas. Sin embargo, la inestabilidad estructural inherente de estos octaedros constituye un obstáculo importante para su comercialización.
La incorporación de haluro mixto (Br─Cl) en la composición de la perovskita permite una ingeniería de banda prohibida eficaz para ajustar la emisión azul, lo que convierte a los sistemas de haluros mixtos en candidatos sólidos para LED de perovskita azul. Sin embargo, la incorporación significativa de cloro introduce inevitablemente distorsión octaédrica debido a las diferencias en las longitudes de enlace Pb─X, lo que conduce a estados de defecto de nivel profundo, exacerba la recombinación no radiativa y reduce el rendimiento cuántico de la fotoluminiscencia. Además, la naturaleza iónica suave de los cristales de perovskita promueve una migración iónica significativa bajo polarización eléctrica, particularmente pronunciada en sistemas de haluros mixtos, lo que resulta en la formación de defectos de haluros metálicos, colapso irreversible de octaedros [PbX₆]⁴⁻ y segregación severa de haluros. Se han realizado esfuerzos considerables para mitigar la inestabilidad estructural de los octaedros. La degradación estructural de la estructura de la perovskita se atribuye principalmente a las vacantes de haluros, lo que ha impulsado la introducción de moléculas orgánicas específicas que contienen átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno en la matriz de la perovskita. Estos ligandos funcionales se coordinan con iones Pb²⁺ insaturados mediante donación de electrones o pares solitarios. A pesar de estos avances, la introducción de estos aditivos moleculares inevitablemente introduce especies orgánicas exógenas, que a menudo presentan baja afinidad de unión con la red de la perovskita. Además, se ha destacado el control preciso de la cinética de cristalización para sintetizar sistemas de perovskita de haluros mixtos con mayor integridad cristalina y uniformidad compositiva como una forma eficaz de aliviar la tensión reticular.
Recientemente, la ingeniería de pseudohaluros se ha convertido en una estrategia eficaz para mejorar la estabilidad y las características de emisión de las perovskitas de halogenuros metálicos. Entre diversos enfoques, los aniones de tiocianato se han utilizado ampliamente para mejorar la robustez estructural y suprimir la formación de defectos en sistemas de perovskita con emisión blanca o de banda ancha, lo que se logra generalmente mediante una fuerte coordinación o incorporación parcial a la red perovskita. Si bien estos métodos mejoran eficazmente la estabilidad general, su aplicabilidad a las perovskitas con emisión azul cuasi-2D es menos sencilla, ya que estas últimas requieren un estricto control de fase y una mínima distorsión de la red para mantener una alta pureza de color. En este contexto, las estrategias aditivas alternativas que estabilizan las perovskitas principalmente mediante interacciones mediadas por la interfaz y la superficie (en lugar de la sustitución de la red) son particularmente importantes. Las técnicas de crecimiento heteroepitaxial han demostrado ser eficaces en la preparación de películas de perovskita con supresión de defectos, alineadas cristalográficamente y liberadas de tensión, a la vez que mejoran la estabilidad estructural de la red octaédrica. Sin embargo, estos métodos requieren parámetros de control rigurosos en cuanto a la reproducibilidad del proceso y las condiciones de preparación. Por lo tanto, desarrollar una estrategia simple y efectiva para estabilizar los cúmulos octaédricos inclinados sigue siendo una necesidad crítica no satisfecha en este campo.
He Yiming, Lyuchao Zhuang, de la Universidad Normal de Zhejiang, y Wei Gao, del Instituto Tecnológico de Shanghái, propusieron una nueva estrategia que emplea trifluorometanosulfonatos de metales alcalinos como estabilizadores reticulares multifuncionales. Se cree que el grupo sulfonato se coordina con los iones Pb²⁺ expuestos mediante enlaces O─Pb─O, suprimiendo eficazmente los defectos superficiales y previniendo el colapso estructural. Además, se cree que los iones de metales alcalinos mejoran la estabilidad estructural mediante interacciones iónicas, mientras que el componente de flúor mejora la estabilidad fotoquímica y a la humedad. Este mecanismo de estabilización sinérgico suprime significativamente la recombinación no radiativa y mejora la eficiencia de transferencia de energía, logrando un notable rendimiento cuántico de fotoluminiscencia de hasta el 65,32 %. Además, se cree que la alta electronegatividad del grupo trifluorometilo contribuye a la formación de películas uniformes y lisas, facilitando así la inyección de portadores. En consecuencia, el diodo emisor de luz de perovskita azul optimizado alcanzó una eficiencia cuántica externa máxima del 15,60 %. Este trabajo establece una estrategia generalizable para la estabilización de la estructura octaédrica, que se espera que acelere la comercialización de diodos emisores de luz de perovskita azul de alto rendimiento.
