近年來(lái),以CH_3NH_3PbI_3為代表的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料,因其具有電子—空穴擴(kuò)散長(zhǎng)度大、能帶可調(diào)、載流子遷移率高、吸光系數(shù)高等優(yōu)良的光電特性,在太陽(yáng)能電池、激光器、發(fā)光二極管和光電探測(cè)器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而,由于有機(jī)基團(tuán)的存在,有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦具有較差的光穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性,極大地限制了鈣鈦礦材料在光電器件上的應(yīng)用。化學(xué)氣相沉積法作為一種生長(zhǎng)高質(zhì)量半導(dǎo)體納米材料的方法被廣泛應(yīng)用,一直以來(lái),鈣鈦礦材料主要通過(guò)溶液法制備。因此,在本論文中,我們探討了更穩(wěn)定的全無(wú)機(jī)鹵素鈣鈦礦CsPbX_3納米結(jié)構(gòu)的化學(xué)氣相沉積法制備,并研究其在光電器件中的應(yīng)用。主要工作包括:采用化學(xué)氣相沉積法,通過(guò)精確的調(diào)控生長(zhǎng)條件,成功地制備了具有獨(dú)特直角三角形截面的CsPbBr_3微納米棒。表征結(jié)果顯示所制備的微納米棒具有優(yōu)異的結(jié)晶質(zhì)量,且沿能量最低的[100]方向生長(zhǎng)。光學(xué)測(cè)試表明三角形截面的CsPbBr_3微納米棒是一個(gè)高質(zhì)量的光學(xué)腔。為了進(jìn)一步研究CsPbBr_3微納米棒的光學(xué)特性,我們利用飛秒脈沖激光器和共聚焦顯微鏡等儀器對(duì)其激射行為進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在波長(zhǎng)為400 nm的激光的激發(fā)下,隨著激光強(qiáng)度的增加,微納米棒發(fā)生了激射,其中F-P激射模式占主導(dǎo),具有極低的激射閾值14.1μJ cm~(-2),品質(zhì)因子高達(dá)3500。通過(guò)調(diào)節(jié)鹵素比例,我們成功地制備出了帶隙可調(diào)的高質(zhì)量CsPbX_3微納米棒,并最終實(shí)現(xiàn)了覆蓋從藍(lán)光到紅光范圍的可調(diào)諧微納米激光器。最后,為了研究CsPbBr_3微納米棒的電學(xué)特性,我們以ITO作為電極制作了光電探測(cè)器。該光電探測(cè)器的光響應(yīng)度為2.6×10~4 A W~(-1),外量子效率為8.05×10~6%,光探測(cè)度為4.78×10~-88 Jones,上升和下降響應(yīng)時(shí)間分別為51 ms和49 ms。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TB383.1
【部分圖文】：

無(wú)機(jī)鹵素鈣鈦礦材料的 CVD 制備及其在光電器件中的應(yīng)、波導(dǎo)、激射和光電探測(cè)器等諸多領(lǐng)域 年值得期待的科學(xué)事件》發(fā)布在《自然并聲稱(chēng)科學(xué)家將會(huì)集中注意力來(lái)研究鈣見(jiàn)一斑。礦指的是一種主要由化學(xué)式為 CaTiO3ose 于 1839 年，在俄羅斯中部境內(nèi)的烏大的俄羅斯礦物學(xué)家 L. A. Perovski，Gukite）。后來(lái)，人們把有著與 CaTiO3相同。鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)式一般為 ABX3，其，X 是陰離子，A、B 和 X 的比例關(guān)系為

碩士學(xué)位論文 A 位的一價(jià)陽(yáng)離子既可以是有機(jī)離子，也可以是無(wú)機(jī)離子，所以根陽(yáng)離子，鈣鈦礦可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)為有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦，A 位離子；而另一類(lèi)為全無(wú)機(jī)鈣鈦礦，A 位為一價(jià)無(wú)機(jī)陽(yáng)離子。-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦指的是 A 位一價(jià)陽(yáng)離子為有機(jī)離子的鈣鈦礦，常見(jiàn)雜化鈣鈦礦有 MAPbX3和FAPbX3，其中，MA+為CH3NH3+，F(xiàn)A+為CH(N元素(Cl、Br 和 I)。9 年，Miyasaka 課題組首次報(bào)道了將有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦 CH3NH3H3PbI3作為光吸收材料應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池，如圖 1.2 所示。其3NH3PbI3的太陽(yáng)能電池產(chǎn)生了 3.8%的光電轉(zhuǎn)換效率，而基于 CH3NH3現(xiàn)出了 0.96 V 的光電壓，其外量子效率為 65%[2]。

8]。素鈣鈦礦的研究現(xiàn)狀礦指的是 A 位、B 位和 X 位均為無(wú)機(jī)離子的鈣鈦bX3，其中，X 為鹵素元素(Cl、Br 和 I)。相較于鈦礦的 A 位一價(jià)陽(yáng)離子為金屬 Cs 離子，它極大有機(jī)基團(tuán)的存在而具有的較差環(huán)境穩(wěn)定性。ovalenko 課題組報(bào)道了第一次制備出了全無(wú)機(jī)鹵素狀納米晶體，納米晶體的尺寸范圍為 4-15 nm，其 700 nm，幾乎涵蓋了整個(gè)可見(jiàn)光譜區(qū)域，發(fā)射譜線達(dá) 90%[18]。相對(duì)于有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦而言，全光電特性和良好的穩(wěn)定性于一身，瞬間得到了無(wú)素鈣鈦礦一時(shí)間成為了繼有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦之
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本文編號(hào)：2851502