[發明專利]一種超薄鈣鈦礦單晶材料的制備方法

有效

• 申請號: 201810603756.3
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108624953B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 鄒貴付;陳源;趙杰;叢姍;朱俊桐
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C30B19/00
• 分類號: C30B19/00;C30B29/12
• 代理公司: 南京禾易知識產權代理有限公司 32320
• 代理人: 仇波

本發明涉及一種超薄鈣鈦礦單晶材料的制備方法，它包括以下步驟：（a）將溴化鉛、溴化前驅體、油胺和油酸溶于二甲亞砜中形成第一溶液；所述溴化鉛和所述前驅體的摩爾比為1：0.5~2.5，所述溴化前驅體為選自溴化銫、溴化甲胺和溴化甲醚中的一種或多種組成的混合物；（b）將甲醇和乙醇進行混合形成第二溶液；（c）將所述第一溶液滴至襯底表面，使用所述第二溶液作為反溶劑以使其揮發擴散至所述第一溶液中進行反應；反應結束后將所述襯底用氯苯清洗多次，干燥獲得形成在所述襯底表面的超薄鈣鈦礦單晶材料。這樣獲得的鈣鈦礦單晶厚度為130~180nm，同時邊緣尺寸可以達到幾百微米甚至毫米級別。

技術領域

本發明屬于半導體光電材料領域，涉及一種鈣鈦礦單晶材料，具體涉及一種超薄鈣鈦礦單晶材料的制備方法。

背景技術

鈣鈦礦材料由于其優異的光學、電學性能在許多領域具有巨大的應用潛力，如太陽能電池、探測器、激光、場效應晶體管、光晶體管等。而單晶類型的鈣鈦礦材料具有長的平衡載流子擴散程、高的光吸收效率、低的捕獲態密度、良好的遷移率，因此在高性能光電器件中具有更為顯著的優勢。

雖然單晶鈣鈦礦具有這么多的優勢，三維體相的材料厚度卻通常在微米至毫米級別，遠遠超過了載流子的擴散長度，所以，對于高性能器件來說，最好的解決辦法是制備一種超薄單晶鈣鈦礦材料。

發明內容

本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種超薄鈣鈦礦單晶材料的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種超薄鈣鈦礦單晶材料的制備方法，它包括以下步驟：

(a)將溴化鉛、溴化前驅體、油胺和油酸溶于二甲亞砜中形成第一溶液；所述溴化鉛和所述前驅體的摩爾比為1：0.5～2.5，所述溴化前驅體為選自溴化銫、溴化甲胺和溴化甲醚中的一種或多種組成的混合物；

(b)將甲醇和乙醇進行混合形成第二溶液；

(c)將所述第一溶液滴至襯底表面，使用所述第二溶液作為反溶劑以使其揮發擴散至所述第一溶液中進行反應；反應結束后將所述襯底用氯苯清洗多次，干燥獲得形成在所述襯底表面的超薄鈣鈦礦單晶材料。

優化地，步驟(a)中，所述溴化鉛的濃度為5mM～100mM。

進一步地，步驟(a)中，所述油胺和所述油酸的體積比為1：9～9：1。

進一步地，步驟(a)中，所述油胺的體積濃度為0.5％～5％。

優化地，步驟(b)中，所述甲醇和所述乙醇的體積比為4：6～6：4。

優化地，步驟(c)中，所述襯底為硅片、FTO、ITO、玻璃或PET。

優化地，步驟(c)中，將所述襯底置于真空干燥箱中于30～50℃干燥

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：本發明超薄鈣鈦礦單晶材料的制備方法，通過使得反溶劑揮發擴散至第一溶液中進行反應，這樣獲得的鈣鈦礦單晶厚度為130～180nm，同時邊緣尺寸可以達到幾百微米甚至毫米級別，尺寸上來說可以滿足進一步的光電器件加工；而且對襯底不具有選擇性，原則上只要是表面平整的襯底都可以適用于本方法生長，這對于器件加工免去了轉移等復雜的工藝過程。

附圖說明

圖1為本發明超薄鈣鈦礦單晶材料的制備示意圖；

圖2為實施例1中制得的鈣鈦礦材料的SEM圖；

圖3為實施例1中制得的鈣鈦礦材料的光學顯微鏡圖以及相應的厚度(標尺為50μm)；

圖4為實施例2中制得的鈣鈦礦材料的光學顯微鏡圖以及相應的厚度(標尺為50μm)；