[發(fā)明專(zhuān)利]一種二維鈣鈦礦復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011485187.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112592712B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王東;王媛瑋;燕鼎元;唐本忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09K11/02
• 分類(lèi)號(hào): C09K11/02;C09K11/06;H01L33/50
• 代理公司: 深圳市君勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱

本發(fā)明公開(kāi)一種二維鈣鈦礦復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，其中，所述二維鈣鈦礦復(fù)合材料包括二維鈣鈦礦，以及連接在所述二維鈣鈦礦上的配體分子，所述配體分子的的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為所述二維鈣鈦礦的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為ABX₃，其中，A為甲胺離子、甲脒離子或銫離子中的一種，B為Pb²⁺，Sn²⁺或Ge²⁺中的一種，X為鹵素離子中的一種或多種。本發(fā)明提供的二維鈣鈦礦復(fù)合材料在固態(tài)條件下可表現(xiàn)出更好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，發(fā)光效率以及獨(dú)特的雙熒光發(fā)射特點(diǎn)，這一發(fā)明可提高并簡(jiǎn)化白光LEDs的效率和制備方法，可進(jìn)一步推進(jìn)有機(jī)無(wú)機(jī)混合金屬鹵素鈣鈦礦及其應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈣鈦礦材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種二維鈣鈦礦復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機(jī)無(wú)機(jī)混合金屬鹵素鈣鈦礦材料因其具有超高的量子產(chǎn)率，可見(jiàn)光至近紅外可調(diào)的熒光發(fā)射，超高的光電轉(zhuǎn)換效率和超長(zhǎng)的載流子遷移壽命，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、LEDs以及探測(cè)器等領(lǐng)域。然而，由于其離子性的本質(zhì)，使得有機(jī)無(wú)機(jī)混合金屬鹵素鈣鈦礦一直飽受穩(wěn)定性差等相關(guān)問(wèn)題的困擾，嚴(yán)重阻礙了有機(jī)無(wú)機(jī)混合金屬鹵素鈣鈦礦的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

目前已經(jīng)有很多工作致力于制備高穩(wěn)定性的有機(jī)無(wú)機(jī)混合金屬鹵素鈣鈦礦材料，其中，準(zhǔn)二維鈣鈦礦憑借其獨(dú)特的量子阱結(jié)構(gòu)獲得了極佳的光電性質(zhì)和較好的環(huán)境穩(wěn)定型。通常，準(zhǔn)二維鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)通式為(RNH₃)₂(CH₃NH₃)_n-1MnX_3n+1，其中R代表配體分子，M代表金屬陽(yáng)離子，X代表鹵素離子，可變的n值代表兩層配體之間的金屬陽(yáng)離子的層數(shù)，通常n值越小形成能越大，穩(wěn)定性越高，因此二維有機(jī)無(wú)機(jī)混合金屬鹵素鈣鈦礦的穩(wěn)定性較三維的更好。有機(jī)配體分子在制備準(zhǔn)二維鈣鈦中起到至關(guān)重要的作用，目前已有多種銨鹽離子被引入準(zhǔn)二維鈣鈦敏化體系，大致可分為長(zhǎng)鏈脂肪族有機(jī)銨鹽和小分子芳香族有機(jī)銨鹽。其中長(zhǎng)鏈脂肪族有機(jī)銨鹽有丁銨、辛銨和十二烷基銨等，這類(lèi)銨鹽通常作為絕緣層，將激子限域在量子井中從而增強(qiáng)準(zhǔn)二維鈣鈦的輻射復(fù)合，但長(zhǎng)鏈銨鹽配體容易受擾動(dòng)而脫落，導(dǎo)致準(zhǔn)二維鈣鈦發(fā)生團(tuán)聚，穩(wěn)定性降低。另一種小分子芳香族有機(jī)銨鹽包括苯乙基銨，1,4-雙(氨基甲基)苯等，由于這類(lèi)配體分子較為短小且具有疏水性端基，基于小分子芳香族有機(jī)銨鹽的準(zhǔn)二維鈣鈦材料具有較好的穩(wěn)定性，同時(shí)，其獨(dú)特的多苯環(huán)結(jié)構(gòu)增加了材料的導(dǎo)電性，使其在OLEDs領(lǐng)域更具優(yōu)勢(shì)。

鑒于準(zhǔn)二維鈣鈦在器件中通常以固體薄膜的形式存在，固態(tài)準(zhǔn)二維鈣鈦的光電性質(zhì)更直接的影響器件的性質(zhì)，如何提高固態(tài)準(zhǔn)二維鈣鈦礦的發(fā)光效率、穩(wěn)定性以及功能性尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種二維鈣鈦礦復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有二維鈣鈦礦材料環(huán)境穩(wěn)定性差的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種二維鈣鈦礦復(fù)合材料，其中，包括二維鈣鈦礦以及連接在所述二維鈣鈦礦上的配體分子，所述配體分子的的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為所述二維鈣鈦礦的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為ABX₃，其中，A為甲胺離子、甲脒離子或銫離子中的一種，B為Pb²⁺，Sn²⁺或Ge²⁺中的一種，X為鹵素離子中的一種或多種。

所述的二維鈣鈦礦復(fù)合材料，其中，所述聚集誘導(dǎo)發(fā)光配體分子中的胺基與所述三維鈣鈦礦中的鹵素離子之間通過(guò)配位作用連接。

所述的二維鈣鈦礦復(fù)合材料，其中，所述鹵素離子包括Cl^-，Br^-和I^-。

一種二維鈣鈦礦復(fù)合材料的制備方法，其中，包括步驟：