[發明專利]一種鈣鈦礦單晶材料、其制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201811594523.8
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN111364103B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 鐘海政;黃勝;王玉玲
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C30B29/54
• 分類號: C30B29/54;C30B7/14;C07C209/00;C07C211/15
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 王惠

本申請公開了一種鈣鈦礦單晶材料，所述鈣鈦礦單晶材料的化學式如式I所示：A_xM_yX_z式I；其中，A包括有機銨離子；所述有機銨離子選自具有式II所示化學式的有機銨離子中的至少一種；其中，x＝9，y＝4，z＝17；M為金屬陽離子；所述金屬選自Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Cu、Mn、Sr、In、Tl、Ag中的至少一種；X為鹵族元素陰離子；所述鹵族元素包括F、Cl、Br、I。針對現有鈣鈦礦A位選擇范圍不夠大，提出了新的鹵代A位，制備出了基于新的鹵代A位的單晶，且該單晶可以被大規模制備及應用。

技術領域

本申請涉及一種鈣鈦礦單晶材料，屬于材料領域。

背景技術

近年來，有機無機雜化鈣鈦礦材料的出現提升了人們對于溶液法長單晶的相關認識，其中，在常溫條件下才有簡單的溶液制備方法就能夠獲得高質量的鈣鈦礦單晶材料。針對單晶材料在探測、激光、倍頻中的應用要求，相比于典型的單晶硅，鈣鈦礦材料在載流子輸運長，吸收系數高以及制備工藝等方面都有很大的優勢和潛力。對于鈣鈦礦單晶材料而言，目前研究最多的是基于銫、甲胺、甲脒為陽離子的ABX₃型單晶，關于這三種陽離子的鈣鈦礦單晶的制備方法、結構調控以及在各種領域中的應用報道層出不窮。

然而，目前在鈣鈦礦單晶制備中，A位只能從銫、甲胺、甲脒中選擇，可選擇性不多，所能夠獲得的功能鈣鈦礦種類受限。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種鈣鈦礦單晶材料，針對現有鈣鈦礦A位選擇范圍不夠大，提出了新的鹵代A位，制備出了基于新的鹵代A位的單晶，且該單晶可以被大規模制備及應用。

一種鈣鈦礦單晶材料，其特征在于，所述鈣鈦礦單晶材料的化學式如式I所示：

A_xM_yX_z 式I

其中，A包括有機銨離子；所述有機銨離子選自具有式II所示化學式的有機銨離子中的至少一種：

其中，x＝9，y＝4，z＝17；

Y₁₁、Y₁₂、Y₁₃、Y₁₄、Y₁₅獨立地選自H、鹵族元素中的一種；且Y₁₁、Y₁₂、Y₁₃、Y₁₄、Y₁₅中至少有一個為鹵族元素；

M為金屬陽離子；所述金屬選自Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Cu、Mn、Sr、In、Tl、Ag中的至少一種；

X為鹵族元素陰離子；所述鹵族元素包括F、Cl、Br、I。

可選地，式II中Y₁₁、Y₁₂、Y₁₃中至少有一個為鹵族元素。

可選地，式II中Y₁₄、Y₁₅均為氫。

可選地，式I中A包括FCH₂NH₃⁺、BrCH₂NH₃⁺、ClCH₂NH₃⁺中的至少一種。