[發(fā)明專(zhuān)利]圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜及制備方法和陣列式薄膜器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110703875.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113451537B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李景虹;張昊;劉旦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L51/56
• 分類(lèi)號(hào): H01L51/56;H01L51/54;H01L51/50
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 曲進(jìn)華

1.一種圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

a、鈣鈦礦納米晶體純化洗滌：將鈣鈦礦納米晶體分散在非極性溶劑中，得到納米晶體膠體溶液，向所述納米晶體膠體溶液中加入極性溶劑，使鈣鈦礦納米晶體從溶液中沉淀并分離，將分離后的鈣鈦礦納米晶體固體重新分散于非極性溶劑中，重復(fù)純化洗滌過(guò)程，其中，所述極性溶劑選自乙酸甲酯，乙酸乙酯、乙腈中的至少一種，所述納米晶體膠體溶液與極性溶劑的體積比為0.5~3；

b、鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備：將所述步驟a洗滌后具有原始配體的鈣鈦礦納米晶體、光敏交聯(lián)型分子與非極性溶劑混合，得到膠體溶液，制備納米晶體薄膜；

c、光致直接圖案化：在紫外光照下借助光掩模板或無(wú)模板直寫(xiě)方式對(duì)所述納米晶體薄膜的選擇性區(qū)域進(jìn)行曝光，引發(fā)曝光區(qū)域鈣鈦礦納米晶體配體間光致交聯(lián)反應(yīng)；

d、溶劑洗脫：采用非極性溶劑對(duì)所述薄膜進(jìn)行洗脫，得到圖案化的鈣鈦礦納米晶體薄膜。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦納米晶體化學(xué)組成具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)ABX₃，其中X選自鹵族元素中的至少一種，B選自第四主族金屬元素中的至少一種，A選自堿金屬元素或有機(jī)組分中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦納米晶體選自CsPbX₃、CH₃NH₃PbX₃或FAPbX₃中的至少一種，其中X = Cl、Br或I，F(xiàn)A為甲脒基。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦納米晶體的原始配體選自具有C_8-24烴基的羧酸、胺、膦、膦酸、鹵離子季銨鹽、或兩性離子配體中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦納米晶體的原始配體選自油酸、油胺、十八胺、三辛基膦、十八烷基膦酸、雙十二烷基二甲基溴化銨、3-（N , N -二甲基肉豆蔻銨基）丙磺酸鹽、天然卵磷脂中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述光敏交聯(lián)型分子中具有多個(gè)疊氮基，結(jié)構(gòu)如式I所示：

（I）

其中，各X分別獨(dú)立地為F或烷基，且至少一個(gè)X為F，R為烷基、芳基或連接有的烷基的酯鍵，n為大于等于2的整數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述光敏交聯(lián)型分子為雙(4-疊氮-2, 3, 5, 6-四氟代苯甲酸基)乙二醇酯。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟a中，所述納米晶體膠體溶液中鈣鈦礦納米晶體的質(zhì)量濃度為1~1200 mg/mL。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案化鈣鈦礦納米晶體薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟b中，所述鈣鈦礦納米晶體與所述光敏交聯(lián)型分子的質(zhì)量比為1 : (0.01~0.5)，和/或，所述膠體溶液中納米晶體的濃度為1~1200 mg/mL，和/或，所述膠體溶液通過(guò)旋涂或者刮涂的方法制備得到納米晶體薄膜，其中，所述旋涂中，旋涂速度為500~5000 rpm，所述刮涂中，涂膜速度為1~50 mm/s，涂膜器與基底間距為200~350 μm；和/或，所述步驟c中，所述紫外光照波長(zhǎng)為200~400nm，光照劑量為1~1000 mJ/cm²；和/或，所述步驟a、b或d中，所述非極性溶劑選自甲苯、氯苯、正己烷、正辛烷、四氫呋喃中的至少一種。