鹵化物鈣鈦礦材料在光伏器件應用上取得了巨大的成就,這得益于其具有高的光吸收率、優(yōu)異的輸運性質(zhì)和對缺陷的高容忍度。近兩年發(fā)展起來的純無機鈣鈦礦材料則在發(fā)光器件中表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢,掀起了新一輪研究熱潮,因而需要對該體系材料的可控制備、發(fā)光機理展開更深入的研究。目前鈣鈦礦材料的合成方法主要是溶液法,但是溶劑的參與導致在合成CsPbBr₃的同時有雜相Cs₄PbBr₆和CsPb₂Br₅的產(chǎn)生,理解這三種化合物的形成機理和轉(zhuǎn)化關系是實現(xiàn)高性能光電器件的前提。此外,鈣鈦礦納米材料由于空間的限域效應,帶來更強的電子-空穴波函數(shù)的交疊,導致輻射復合速率的增加,是非常優(yōu)秀的發(fā)光介質(zhì)。但是,電子-空穴交換作用的增強,也會帶來激子亮態(tài)-暗態(tài)的劈裂而不利于發(fā)光,對于該問題的認識和解決方案尚未清晰。為此,我們在本論文中對CsPbBr₃塊材單晶和納米結構的可控制備、不同晶相間的轉(zhuǎn)化和調(diào)控、以及CsPbBr₃納米線中的激子暗態(tài)-亮態(tài)劈裂能等方面開展了系統(tǒng)的研究。主要... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＡＢＸ３的晶體結構

Ｓｎ２＋，?Ｐｂ２＋；?Ｘ為鹵素離子。中心陽離子Ｂ與鹵離子Ｘ構成的ＢＸ６八面體??以共頂點的方式形成晶體的三維骨架結構，Ａ離子填隙在八面體間的空隙，它是??穩(wěn)定鈣鈦礦結構的重要因素，如圖１．１。??鈣鈦礦型晶體結構的穩(wěn)定性可以用容忍因子Ｇ）來描述ｕ。??ｔ?＿?ｒＡ?＋?ｒｘ??Ｖ２（ｒｓ?＋?ｒｘ）??其中〃ａ，ｎｓ，〇ｃ分別表不對應離子的半徑。當０．９＜ｔ＜ｌ時，可以形成理想立方??相鈣鈦礦晶體。如果Ｍ扁�。ǎ埃福迹迹埃梗f明Ａ離子不能填滿ＢＸ６八面體構成??的空隙，晶格會發(fā)生形變（八面體扭轉(zhuǎn)），形成低對稱性的晶相，如四方相、正??交相、菱形相１２。／進一步減�。ǎ迹埃福�，傾向于形成［ＭＩ５］３－雙鏈ＮＨ４ＣｄＣＩ３型非??鈣鈦礦結構。如果／偏大，說明存在較大的Ａ離子，比如將甲胺和甲脒等有機分??子替換為其他尺寸較大的有機分子時，不再是三維結構，呈現(xiàn)出二維、一維結構??等１３＿１４。但是ｒ并不是決定樣品穩(wěn)定性和晶相的唯一因素，還包括其他非幾何因??素

發(fā)生不同程度的扭轉(zhuǎn)引起相變１７－２Ｇ，通常包括立方相（〇ｔ相），四方相（Ｐ相），??正交相（Ｙ相）。這些相變是完全可逆的，但是可能存在滯后效應，有時可以持續(xù)??幾天。如圖１．３，溫度可誘導ＣｓＰｂＩ３發(fā)生相轉(zhuǎn)變。??６－ＣｓＰｂｌＢ＃?２５°Ｃ?ａ－ＣｓＰｂｌ３，３６０°Ｃ?［Ｈｅａｔｉｎｇ?Ｃｙｃｌｅ｜??ｔＶ：Ａ?Ｋ?＊?—ｄｌｉｃｉＩｌＪｊｈ??？?身?＾?ｈ?ｂｔｅｃｋ?Ｉ??ｙｅｌｌｏｗ?ｍ?ｂｌａｃｋ?３７０－：ｇ＾ｗ＞＾＾一一??１?ＪＦ?５４?５７?ａ〇?６．３?６＾６?６．９?７．２??ｊｍｒ?２０?／ｄｅｇ??Ｉｌｆ?｜?Ｃｏｄｉｎｇ?Ｃｙｃｌｅ?｜??＿丨３，麗?ｙ．＿，霞■?＾?Ｙ??：默ｍｓ??▼?■？署?，署?５．４?５．７?８，０?Ｓ．３?６．６?８．９?７．２??ｂｌａｃｋ?ｂｌａｃｋ?２０／ｄｅｇ??圖１．３通過同步輻射Ｘ射線ａ＝０．４１３９０６Ａ）粉末衍射研究ＣｓＰｂＩ３的結構相變。室溫下ＣｓＰｂＩ３??穩(wěn)定的晶相為Ｓ－相（黃色相），當溫度達到３６０°Ｃ以上時轉(zhuǎn)化成ｏｔ相（黑色相）。降溫過程??中鈣鈦礦的結構保持，八面體發(fā)生扭轉(zhuǎn)，在２６０°Ｃ和１７５。（：轉(zhuǎn)變成Ｐ－相和Ｙ－相。當溫度回??到室溫時，晶體又緩慢（？４８?ｈ）回到初態(tài)Ｓ－相１８。??１．１．２電子結構??ＡＢＸ３的價帶頂和導帶底在布里淵區(qū)Ｒ點


本文編號：3459162