[發明專利]一種有機無機復合鈣鈦礦材料的單晶薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610964168.3
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN108023017B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 胡勁松;陳堯軒;萬立駿
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 11535 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉元霞;牛艷玲

1.一種有機無機復合鈣鈦礦材料的單晶薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)配制有機無機復合鈣鈦礦材料的前驅體溶液，處理擬用于生長單晶薄膜的基底；

(2)將步驟(1)中處理得到的基底組合成二維限域結構，并與所述鈣鈦礦材料的前驅體溶液接觸，通過毛細作用形成所述前驅體溶液的薄膜；

(3)在一定條件下，前驅體原位生長為單晶，得到所述有機無機復合鈣鈦礦材料的單晶薄膜。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還進一步包括如下步驟：

(4)將步驟(3)制備得到的有機無機復合鈣鈦礦材料的單晶薄膜中的前驅體溶劑移除，得到最終的有機無機復合鈣鈦礦材料的單晶薄膜。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述有機無機復合鈣鈦礦材料的前驅體包括至少一種結構式為AX的化合物和至少一種結構式為BX₂的化合物，其中，A選自CH₃NH₃⁺，CH₃CH₂NH₃⁺，NH₂CH＝NH₂⁺，CH₃(CH₂)₂NH₃⁺，CH₃(CH₂)₃NH₃⁺和C₆H₅(CH₂)₂NH₃⁺中的一種或其混合物；B選自Pb²⁺，Sn²⁺和Ge²⁺中的一種或其混合物；X選自Cl^-，Br^-和I^-中的一種或其混合物。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述結構式為AX的化合物與結構式為BX₂的化合物的摩爾比為1:1～10。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述結構式為AX的化合物與結構式為BX₂的化合物的摩爾比為1:1～3。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述前驅體溶液的溶劑選自四氫呋喃、γ-丁內酯(GBL)、乙腈、苯胺、二甲基亞砜(DMSO)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一種或多種。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述前驅體溶液的溶劑選自γ-丁內酯(GBL)、二甲基亞砜(DMSO)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的一種或多種。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述前驅體溶液的濃度為0.01～5mol/L。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述前驅體溶液的濃度為0.5～2.5mol/L。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述用于生長單晶薄膜的基底選自硅片、石英片、玻璃片、高分子聚合物(PET)基底、氧化銦錫導電玻璃(ITO)片、摻雜氟的SnO₂導電玻璃(FTO)片、石墨烯基底、云母片。

11.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，用于單晶薄膜生長的基底的處理方法為：將所述基底依次置于去離子水、無水乙醇、丙酮溶液中分別超聲15～30min，氮氣吹干，在紫外光照射下通入氧氣0～20min。