[發(fā)明專利]一種DJ型極性二維雙層雜化鈣鈦礦材料及制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011273903.9
• 申請日: 2020-11-14
• 公開（公告）號: CN112279876A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 符冬營;辛建麗;張獻(xiàn)明
• 申請（專利權(quán)）人: 山西大學(xué)
• 主分類號: C07F19/00
• 分類號: C07F19/00;H01L51/44;H01L51/46;C30B29/54;C30B7/14
• 代理公司: 太原申立德知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 程園園

本發(fā)明屬于光電探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種DJ型極性二維雙層雜化鈣鈦礦材料及制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明通過分步合成，首先合成了三維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的CsPbBr₃化合物，以CsPbBr₃三維鈣鈦礦為基礎(chǔ)，通過引入長鏈有機(jī)胺(2?甲基?1,5?戊二胺)陽離子，得到了一種極性二維雙層DJ型有機(jī)?無機(jī)雜化鈣鈦礦材料，即(2?甲基?1,5?戊二胺)CsPb₂Br₇。該材料表現(xiàn)出優(yōu)異的吸光性能，同時表現(xiàn)出優(yōu)越的紫外光電響應(yīng)性能，而且其穩(wěn)定性達(dá)到272℃。因此該晶體材料作為一種新型的半導(dǎo)體材料，在光電探測等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種DJ型極性二維雙層雜化鈣鈦礦材料及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

紫外光探測器可以將紫外光信號轉(zhuǎn)換為電信號，在環(huán)境監(jiān)測、保密通信、導(dǎo)彈預(yù)警等方面顯示出廣泛的應(yīng)用。近年來，三維有機(jī)-無機(jī)雜化金屬鹵化物鈣鈦礦(ABX₃，A＝MA⁺,FA⁺,Cs⁺；B＝Pb²⁺,Sn²⁺,Ge²⁺；X＝Cl^-,Br^-,I^-)由于制備工藝簡單，在光電子領(lǐng)域顯示出誘人的應(yīng)用潛力。其中，載流子遷移率高、光吸收系數(shù)大、缺陷密度低的CsPbBr₃受到了廣泛的關(guān)注。與類似于MAPbBr₃或FAPbBr₃的有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦相比，CsPbBr₃具有更好的力學(xué)性能和水穩(wěn)定性。將鏈狀有機(jī)陽離子引入到三維CsPbBr₃中可以設(shè)計出有趣的二維雜化鈣鈦礦半導(dǎo)體。除了那些RP型雜化鈣鈦礦外，最近的研究表明，Dion-Jacobson(DJ)型雜化鈣鈦礦中的二胺陽離子可以消除相鄰無機(jī)層之間的范德華空隙，從而比RP型雜化鈣鈦礦有更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。但是基于DJ型銫基雜化鈣鈦礦用于紫外波段的光電探測材料目前數(shù)量不多。在這種情況下，將雙胺陽離子引入到原型CsPbBr₃中開發(fā)用于紫外光檢測的二維多層DJ型銫基雜化鈣鈦礦的新成員是迫切需要的。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題本發(fā)明提供了一種DJ型極性二維雙層雜化鈣鈦礦材料及制備方法和應(yīng)用。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

一種DJ型極性二維雙層雜化鈣鈦礦材料，其特征在于：所述DJ型極性二維雙層雜化鈣鈦礦材料為(2-甲基-1,5-戊二胺)CsPb₂Br₇晶體材料，其化學(xué)式為：C₆H₁₈N₂CsPb₂Br₇，結(jié)構(gòu)簡式為：(C₆H₁₂N₂H₆)CsPb₂Br₇；(2-甲基-1,5-戊二胺)CsPb₂Br₇晶體材料屬于正交晶系，Pca2₁空間群；(2-甲基-1,5-戊二胺)CsPb₂Br₇晶體材料的晶胞參數(shù)為Z＝4,單胞體積為

一種DJ型二維雙層雜化鈣鈦礦材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將Pb(AC)₂·3H₂O溶解在HBr水溶液中，再依次加入Cs₂CO₃和2-甲基-1,5-戊二胺，得到淡黃色粉末沉淀。