化学：軟質ハロゲン化金属ナノ結晶のためのデザイナー・リン脂質キャッピング配位子

科学やオプトエレクトロニクスにおけるコロイド半導体ナノ結晶（NC）の成功は、それらの表面とは切っても切れない関係にある。従来の半導体NCの十分確立されている共有結合性配位子キャッピングとは異なり、ハロゲン化鉛ペロブスカイトNCの機能化は、その構造的不安定性から、大変な難題となっている。今回我々は、両性イオン界面活性剤としてのリン脂質の大規模かつ容易な分子エンジニアリングによって、ハロゲン化金属NCに対して高度にカスタマイズされた表面化学が実現され得ると推測した。分子動力学シミュレーションの結果、核磁気共鳴データとフーリエ変換赤外分光データによって裏付けられたように、配位子とNC表面の親和性が主に両性イオンの頭部基の構造、特に表面格子サイトへのアニオン部とカチオン部の幾何学的適合性によって支配されることが示唆された。格子整合した第一級アンモニウムリン脂質は、ハイブリッド有機–無機ハロゲン化鉛ペロブスカイト（FAPbBr₃とMAPbBr₃〔FAはホルムアミジニウム、MAはメチルアンモニウム〕）NCと鉛フリーハロゲン化金属NCの、構造的なコロイド完全性を高めている。有機配位子の尾部の分子構造は、長期的なコロイド安定性と多様な極性の溶媒（炭化水素からアセトンやアルコールまで）との適合性を支配している。こうしたNCは、溶液や固体において96％を超えるフォトルミネッセンス量子収率、平均ON率が最大94％の単一粒子レベルで最小のフォトルミネッセンス間欠性、高輝度で高純度（約95％）の単一光子発光を示した。

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