[發明專利]一種零維鈣鈦礦結構發光材料A4

有效

• 申請號: 201710346813.X
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107267144B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 胡明鈺;于杰;徐旭輝;馮晶;周曉龍;徐明麗;孟彬
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;C09K11/06;C01G5/00;C01G21/00;C01G19/00;C30B29/12;C30B7/00
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本發明公開一種零維鈣鈦礦結構發光材料A₄BX₆及其制備方法，利用抗溶劑降低前驅體溶液中溶質溶解度的原理，通過向前驅體溶液滴入或緩慢擴散抗溶劑的方法分別制備出零維鈣鈦礦結構高效發光材料A₄BX₆粉體或單晶，具體的是將含A鹵代物和含B鹵代物或含B氧化物溶解于溶劑中，得到前驅體溶液；向前驅體溶液緩慢滴入或擴散入抗溶劑，前驅體溶液中即可析出零維鈣鈦礦結構發光材料A₄BX₆；本方法具有所得零維鈣鈦礦結構發光材料A₄BX₆純度高、發光效率高、所用設備要求簡單等優點。

技術領域

本發明屬于發光材料制備技術領域，尤其涉及一種零維鈣鈦礦結構發光材料A₄BX₆及其制備方法。

背景技術

發光材料在人類社會發展過程中自始至今起到至關重要的作用，除了用于日常照明外，它還廣泛地用于通信、光學計算機、生物分子探針、航空航天等高科技領域。近年來一種鈣鈦礦結構A_nBX_2+n材料（特別是有機無機雜化材料CH₃NH₃PbX₃）正在半導體領域引發一場革命，這讓該系列材料受到極大關注，該系列材料被認為在光伏材料、發光材料等領域有廣闊的應用前景。研究發現，該系列鈣鈦礦結構材料具有優異的光學和電學性質，最常見的鈣鈦礦材料是甲胺碘化鉛（CH₃NH₃PbI₃），其為直接帶隙半導體，帶隙約為1.5eV。光激發的激子束縛能只有0.03eV，說明在室溫下大部分激子會很快分離為自由載流子。電子和空穴表現出很小的有效質量和很高的遷移率（電子：7.5cm²V^-1s^-1，空穴：12.5cm²V^-1s^-1），復合時間為幾百納秒，這導致很長的載流子擴散距離（100-1000nm）。

鈣鈦礦結構分子式一般可以表示為A_nBX_2+n，n=1、2、3、4分別對應三維、二維、一維、零維鈣鈦礦結構。最新研究表明，三維鈣鈦礦結構ABX₃光致發光量子產率（Photoluminescence Quantum Yield，PLQY）并不高，例如CsPbX₃僅有0.1%，而提高鈣鈦礦系列材料PLQY的有效方法為降低材料的結構維度，可以預見零維鈣鐵礦材料將在熒光燈、電致發光器件（例如：發光二極管（LED））、固體激光器等方面都有廣闊的應用前景。

目前，人們將注意力更多的是放在三維鈣鈦礦材料ABX₃以及其光伏應用上，對零維鈣鈦礦材料A₄BX₆及其制備方法的報道較少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種零維鈣鈦礦結構發光材料A₄BX₆及其制備方法，利用抗溶劑降低前驅體溶液中溶質溶解度的原理，通過向前驅體溶液滴入或緩慢擴散抗溶劑的方法分別制備出零維鈣鈦礦結構高效發光材料A₄BX₆粉體或單晶，本發明所述零維鈣鈦礦結構發光材料A₄BX₆純度高、發光效率高、所用設備要求簡單等優點。