[發明專利]一種CsPbCl3 在審
| 申請號： | 202010182996.8 | 申請日： | 2020-03-16 |
| 公開（公告）號： | CN111455462A | 公開（公告）日： | 2020-07-28 |
| 發明（設計）人： | 吳炯樺;孟慶波;余炳成;石將建 | 申請（專利權）人： | 中國科學院物理研究所 |
| 主分類號： | C30B29/12 | 分類號： | C30B29/12;C30B7/08 |
| 代理公司： | 北京智匯東方知識產權代理事務所(普通合伙) 11391 | 代理人： | 關艷芬 |
| 地址： | 100190 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 cspbcl base sub | ||
本發明提供了一種CsPbCl3單晶的制備方法，包括：分別配制第一溫度下的PbCl2的水溶液和CsCl的水溶液，第一溫度大于室溫；將PbCl2的水溶液與CsCl的水溶液混合得到生長溶液，其中，PbCl2與CsCl的摩爾比小于或等于1:6；將預處理后的表面平整的襯底插入生長溶液中，按照預設降溫程序對生長溶液進行降溫，以在襯底表面上生長CsPbCl3單晶。本發明的方案通過在高于室溫的第一溫度下進行原料水溶液配制，得到足夠濃度的PbCl2的水溶液，以保證單晶生長的順利進行。同時，通過控制PbCl2與CsCl的摩爾比以及晶體生長過程中的降溫流程，能夠直接在襯底上生長得到適當尺寸的PbCl3單晶。本發明的制備方法實現了以水作為溶劑，簡單環保，成本低廉。
技術領域
本發明涉及化學制備技術領域，特別是一種CsPbCl3單晶的制備方法。
背景技術
鈣鈦礦結構具有優異的載流子輸運、高吸光度、缺陷不敏感等一系列優異的特性，近幾年廣受科研人員的關注，在發光照明、太陽能電池、光電探測器等領域都有巨大的應用。單晶樣品比起薄膜樣品有著載流子壽命更長、晶體穩定性更高等優勢，更加適合于各種光電器材的應用。CsPbCl3單晶作為鈣鈦礦家族中的一員，其帶隙在Eg3.0eV，也就是說，CsPbCl3單晶是一種寬帶隙半導體，因此，很適合用于制備紫外光電探測器。
目前，CsPbCl3單晶的制備方法主要有以下兩種：第一種為傳統方法，先把反應原料CsCl和PbCl2等在800℃的溫度下高溫熔融，再進行結晶以生長 CsPbCl3單晶。這種傳統方法十分復雜且能耗高。第二種為溶劑法，其中需要用到大量有毒溶劑DMSO(DimethylSulfoxide，二甲基亞砜)，不符合環境友好的要求，并且，因為CsCl在DMSO中的溶解度很小，此種方法生長出的 CsPbCl3單晶的晶體尺寸較小(20μm左右)，應用價值較低。
發明內容
鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的CsPbCl3單晶的制備方法。
本發明的一個目的在于提供一種CsPbCl3單晶的制備方法，該方法以水作為溶劑，簡單環保，成本低廉。
本發明的一個進一步的目的在于通過對原料PbCl2和CsCl的水溶液濃度的控制和對生長溶液的降溫速率的控制，生長出較大晶體尺寸的CsPbCl3單晶。
本發明的再一個目的在于通過控制襯底的插入角度，提高生長出的CsPbCl3單晶的均勻度。
根據本發明實施例的一方面，提供了一種CsPbCl3單晶的制備方法，包括：
分別配制第一溫度下的PbCl2的水溶液和CsCl的水溶液，第一溫度大于室溫；
將PbCl2的水溶液與CsCl的水溶液混合得到生長溶液，其中，PbCl2與CsCl 的摩爾比小于或等于1:6；
將預處理后的表面平整的襯底插入生長溶液中，按照預設降溫程序對生長溶液進行降溫，以在襯底表面上生長CsPbCl3單晶。
可選地，PbCl2與CsCl的摩爾比在1:9至1:6范圍內。
可選地，PbCl2的水溶液的濃度在0.09-0.25mmol/ml范圍內；
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