發(fā)布時間：2022-01-06 13:53

　　鈣鈦礦材料擁有優(yōu)異的發(fā)光量子產(chǎn)率和能量轉換效率,擁有完美的晶體結構和大量的自由載流子等優(yōu)點,是一種新型的被廣為研究的材料;而鈣鈦礦材料因為成本低廉,光電轉換效率高的特點,是近幾年來研究的熱點。無機鉛基鈣鈦礦材料在光學性能上表現(xiàn)優(yōu)異,如發(fā)光顏色可調(diào)、發(fā)光光譜窄、缺陷態(tài)密度低等,但是在穩(wěn)定性方面仍舊存在不足,該體系材料易相變分解,制備方法也存在很大的局限性,限制其商業(yè)化應用,需要更多的研究與探求。本文基于鈣鈦礦材料的基本結構ABX3,對不同的位置采用不同離子取代,探究了鉛基鈣鈦礦材料中的離子摻雜對晶體結構、光吸收特性、熱穩(wěn)定性,以及在熒光光譜、射線屏蔽等方面的特性研究。（1）首先選擇較為穩(wěn)定的無機鉛基鈣鈦礦材料作為研究對象。采用I-取代Br-,提高鉛基鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性,制備無機鉛基鈣鈦礦單晶材料。采用升溫析晶的鈣鈦礦單晶生長方法進行單晶的生長,該方法簡單、高效、易于控制。研究溶劑、溫度以及鹵素原子摻雜比例對于單晶生長的速度、形貌以及穩(wěn)定性等方面的影響。結果表明在160℃使用DMSO為溶劑生長的CsPbBr3鈣鈦礦單晶隨著摻雜I元素的增加,單晶的生長速度隨之更加緩慢,單晶的穩(wěn)定性卻得到了明... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１鈣鈦礦的基本結構（ａ）?２Ｄ鈣鈦礦結構示意圖；（ｂ）?３Ｄ鈣鈦礦結構的示意圖網(wǎng)

Ｘ３??的晶體結構２０１３年，Ｓｔｏｕｍｐｏｓｌ＃等人用毫米單晶研宄了含有機陽離子的碘化錫??和碘化鉛鈣鈦礦的特性，與Ｂａｉｋｉｅｌ６１］等人的結果一致。ＤａｎｇＷｌ等人對厘米級（１０?ｍｍ??Ｘｌ〇ｍｍＸ８ｍｍ）?ＭＡＰｂｈ塊體單晶的生長進行了開創(chuàng)性的工作。２０丨４年，從那時起，??越來越多的技術被用于有機－無機雜化鹵化物鈣鈦礦單晶甚至全無機鹵化物鈣鈦礦單晶??的生長。這些方法可分為四類，即解降溫法（ＳＴＬ）、逆溫結晶法（ＩＴＣ）、反溶劑蒸??汽輔助結晶法（ＡＶＣ）和熔融結晶法，如圖１．２所示：??ＳＴＬ?ＩＴＣ?ＡＶＣ?Ｍｅｆｌ??＇、，?’?？ｉ〇Ｊｕｔｉ〇ｆｉ?…．?一４一?Ｍｅｌｔ????＇?Ａｎｔｉｓｏｌｖｅｎｔ?｜ｈ｜??＾?＇＜＊?＂?＂?ｌＨｅａＩ?Ｉ?’?ｓ，ｎｇｌｅ??Ｓｅｅｄ?ｃｒｙｓｔａｌ?＇Ｗ?？—？—??ｃｒｙｓｔａｌ??ＢＳＳＧ??????丨?＊—－?ＰＩ?ｗｉｒｅ??ｍ．??ｖ－?Ｓｅｅｄ?ｃｒｙｓｌａｌ?■?＾?５０?ｕｌ，ｏｎ??…二、?／＞?Ｈｏ！?ｐｌａｔｅ??丁?ＳＳＧ??圖１．２鈣鈦礦單晶的不同生長方式ｌ？ｌ??（１）解降溫法（ＳＴＬ）??ＳＴＬ方法是對原有Ｗｅｂｅｒ方法的改進，是獲得大尺寸有機－無機雜化鹵化物鈣鈦礦??單晶的經(jīng)典方法［６３］。通常，要先合成尺寸為毫米級大小的小晶體，然后再進行大尺寸??塊體單晶的生長。根據(jù)種子晶體的不同固定位置，發(fā)展了底部種子溶液生長法（ＢＳＳＧ）??和頂部種子溶液生長法（ＴＳＳＧ）。Ｔａｏ［６２】的團隊采用ＢＳＳＧ方法生長了?ＭＡＰｂｂ單晶，??一把小晶體置于特定托盤中，

?無機鉛基鈣鈦礦材料的制備與光學性能研宄???，：，，？■－?１?ｖｒｒ?Ｈ?！?Ｉ?ｍｉ?一？??１！?１１１１ｎＴｆｌＲ＾＾＾ｎｒｒＴ７－??圖１．３鈣鈦礦ＭＡＰｂ丨３單晶ｌ（’２】??雖然ＳＴＬ方法為大尺寸ＭＡＰｂＸ３單晶的生長奠定了基礎，實現(xiàn)了操作的簡化，同??時還確保了有效性，不過從實際情況來看，這種方法會消耗過多的時間｜６４１。由此可見，??單晶生長速度的劣勢對于此方法來說是一個較大的缺陷。??（２）逆溫結晶法（１ＴＣ）??１ＴＣ方法，圾初由Ｂａｋｒ１６５－６６１等人提出，坫ｆ行機－無機雜化鹵化物鈣鈦礦在特定打??機溶劑中的不正常溶解度。這種方法是山溫度依賴的逆溶解度在某些有機溶劑中誘導??結晶，在數(shù)小時內(nèi)發(fā)生整體生長，比ＳＴＬ方法快得多。因此，丨ＴＣ方法被廣泛應用于??生長大尺寸的有機－無機雜化鹵化物鈣鈦礦單晶｜６７＿７（）］。??在丨ＴＣ過程中，生長過程是溶解和沉淀的平衡。在低溫下，鈣鈦礦分子被溶劑分??子完全結合在配合物中。成核出現(xiàn)在溶液過飽和后的某一點，隨后是晶體生長。為單??．敁的生長選抒合適的溶劑是制備大尺寸單晶的關鍵。例如，對于ＭＡＰｂｈ、ＭＡＰｂＢｒｓ和??ＭＡＰｂＣｂ，Ｍ佳溶劑分別為丁內(nèi)酷（ＧＢＬ）、Ｎ，Ｎ－二甲基丨Ｉ１酰胺（ＤＭＦ）和二甲??基亞砜（ＤＭＳＯ）。除有機－無機雜化南化物鈣鈦礦外，采用ＩＴＣ法還可以生長出全無??機鹵化物鈣鈦礦單晶。這種全無機類似物可以克服有機－無機雜化鈣鈦礦化學不穩(wěn)定性??的己知問題。??（３）反溶劑蒸汽輔助結品法（ＡＶＣ）??這種方法有利于不同溶解度鈣鈦礦品體材料的無差別結品。與ＳＴＬ和ＩＴＣ方法不??同，ＡＶＣ方法一般和溫度之問并不存在顯荇的關

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3572576