[發(fā)明專利]一種高熒光紅光發(fā)射的Mn:CsPbCl3

有效

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• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108753284B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張穎;李思;解仁國;汪大洋
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;B82Y40/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王恩遠

本發(fā)明的一種高熒光紅光發(fā)射的Mn:CsPbCl₃納米簇的制備方法，屬于半導(dǎo)體納米材料制備的技術(shù)領(lǐng)域，首先，稱取氯化鉛、油酸、油胺、十八烯置于三頸瓶中，120℃抽真空，在氮氣保護下，加入三辛基膦，于150℃溶解形成混合溶液；然后，將混合溶液降至室溫，注入油酸銫溶液，室溫反應(yīng)得到CsPbCl₃納米簇；最后，將CsPbCl₃納米簇提純并轉(zhuǎn)移至研缽中，加入錳鹽研磨，得到Mn:CsPbCl₃納米簇。本發(fā)明制備的Mn:CsPbCl₃首次實現(xiàn)了將Mn元素摻雜在CsPbCl₃納米簇中，且有較高的紅光發(fā)射效率。整個反應(yīng)操作簡單，原料易得，可以大量合成，產(chǎn)品應(yīng)用前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高熒光紅光發(fā)射的 Mn:CsPbCl₃納米簇的制備方法。

背景技術(shù)

魔術(shù)尺寸納米簇(magic size clusters)通常被定義為晶體結(jié)構(gòu)尺寸小于2nm的、具有相對應(yīng)晶體材料滿殼層結(jié)構(gòu)的納米晶。因為這種完整的滿殼層結(jié)構(gòu)，魔術(shù)尺寸納米晶簇熱動力學上相比與比它們稍小或稍大的不具有滿殼層結(jié)構(gòu)晶簇更加穩(wěn)定。魔術(shù)尺寸納米簇拓寬了納米晶的尺寸范圍，為該尺度半導(dǎo)體納米晶的物理化學研究提供了一個模型平臺，能夠更好的了解物質(zhì)從分子尺度向納米尺度轉(zhuǎn)變過程中的物理化學性質(zhì)的演變過程，在基礎(chǔ)研究和實際應(yīng)用中具有的一定的研究意義。

過渡金屬摻雜半導(dǎo)體納米晶，是在半導(dǎo)體納米晶中引入光學或磁活性摻雜離子。通過調(diào)節(jié)II-VI、III-V族半導(dǎo)體納米晶的尺寸及摻雜過渡金屬，使之具有穩(wěn)定的可見-近紅外發(fā)射光譜，不僅如此，過渡金屬摻雜半導(dǎo)體納米晶具有熱和環(huán)境的高穩(wěn)定性，較高的激發(fā)態(tài)壽命以及大的斯托克斯位移有效的避免發(fā)光材料自吸收等特點，明顯地提高了半導(dǎo)體納米晶的應(yīng)用范圍。早在1983年，就有摻雜納米晶的報道，Becker小組在ZnS納米晶中摻雜Mn后熒光壽命減小了5個數(shù)量級，雖然后來證實其所觀察到的熒光壽命的衰減其實是源于缺陷發(fā)射的影響，但自此人們對摻雜納米晶的關(guān)注持續(xù)增長。

Mn²⁺是最主要的摻雜過渡金屬之一，常常作為引入新功能的手段摻雜在 II-VI族及多元半導(dǎo)體納米晶中，如Mn:ZnSe、Mn:CuInS₂、Mn:CdS/ZnS等，然而，還有很多問題需進一步研究。一方面，錳摻雜納米晶發(fā)射的熒光大都是黃橙光，Mn的摻雜發(fā)射的發(fā)射峰位在580～600nm之間，僅僅有很少的能摻雜至紅光的現(xiàn)象，而如果能將錳的摻雜發(fā)射進一步調(diào)節(jié)至紅光，紅光作為色光三原色之一，將在顯示器、照明領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用潛力；另一方面，摻雜的主體納米晶尺寸越小，具有越強的量子限域，這種摻雜質(zhì)和主體納米晶之間的相互作用會產(chǎn)生巨大的磁光、磁電響應(yīng)，在自旋發(fā)光半導(dǎo)體(spin-LEDs)和法拉第光隔離器等產(chǎn)品中具有重要應(yīng)用，但由于小尺寸納米晶對摻雜質(zhì)具有很強的排斥，往往很難得到錳摻雜魔術(shù)尺寸納米簇。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服背景技術(shù)存在的問題，首次提供一種高熒光紅光發(fā)射的Mn:CsPbCl₃納米簇的制備方法。

本發(fā)明所提出的這種新的制備方法，是在低溫下制備的Mn:CsPbCl₃納米簇，該納米簇尺寸均一，單分散性良好；其中Mn的摻雜發(fā)射的發(fā)射峰位可達628nm，熒光效率可達60％。不僅如此，反應(yīng)中大大減少了錳鹽的投料，降低了反應(yīng)成本，適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。

上述技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：