[發明專利]一種二維有機-無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體及其制備方法和用途在審

申請號：	202210280517.5	申請日：	2022-03-21
公開（公告）號：	CN114686987A	公開（公告）日：	2022-07-01
發明（設計）人：	羅軍華;許鵬;姬成敏	申請（專利權）人：	中國科學院福建物質結構研究所
主分類號：	C30B29/54	分類號：	C30B29/54;C30B7/08;C30B7/14;H01L51/42;H01L51/46
代理公司：	福州市眾韜專利代理事務所(普通合伙) 35220	代理人：	方金芝;黃秀婷
地址：	350002 福建***	國省代碼：	福建;35
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種二維有機無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體及其制備方法用途
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【說明書】：

本發明涉及一種二維有機?無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體及其制備方法和用途。一種有機?無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體，所述的無機?有機雜化半導體材料的化學式為(C₆H₅CH₂NH₃)₄AgBiBr₈。本發明制備了一種有機?無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體，本發明的有機?無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體制備成平面光電導探測器可實現對本征吸收光譜的高靈敏度探測。利用波長為405nm的激光照射該單晶晶體探測器件，測試其光電響應。當入射光的功率密度為50.9mW/cm²時，該晶體器件表現出明顯的光電導效應，光電流和暗電流的比值可以達到1.8×10³。該結果表明該材料用作光電導探測器件具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明屬于功能晶體材料領域中的人工晶體材料領域，具體涉及一種二維有機-無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體及其制備方法和用途。

背景技術

近年來，以鉛碘甲胺(CH₃NH₃PbI₃)為代表的有機-無機雜化鈣鈦礦材料，具有諸多優異的光電物理性能，成為光電功能材料領域的研究熱點。其中，體塊有機-無機雜化鈣鈦礦半導體由于載流子遷移率高，載流子擴散距離長，以及可采用低成本的溶液法生長，在光電二極管(LED)，太陽能電池，光電探測器等光電器件中展現了巨大潛力。然而，穩定性較差以及鉛元素的毒性等問題制約了這類三維雜化鈣鈦礦材料大規模的生產和應用。因此合成綠色、穩定的有機-無機雜化鈣鈦礦化合物是目前光電材料研究領域重要的研究課題。以鉛鹵素鈣鈦礦材料為骨架模型，采用異價離子取代的方法，如選擇一價金屬和三價金屬離子取代Pb²⁺,構筑有機-無機雜化雙鈣鈦礦化合物是一個設計新型綠色、穩定雜化鈣鈦礦材料的可行方案。與此同時，引入大尺寸芳香胺陽離子，利用降維策略，組裝二維有機-無機雜化雙鈣鈦礦，提高其穩定性，并且二維層狀的結構具有獨特的量子阱效應，可提高材料的激子結合能，促進光生電子和空穴的快速分離。

因此基于芳香胺構筑穩定性高和光電性能優異的有機-無機雜化雙鈣鈦礦半導體材料，并基于其高質量單晶光電器件具有重要的理論和實際價值。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種二維有機-無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體。

本發明的第二個目的在于提供一種有機-無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體的制備方法。

本發明的第三個目的在于提供一種有機-無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體的用途。

本發明的技術方案如下：

方案一)

一種有機-無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體，所述的無機-有機雜化半導體材料的化學式為(C₆H₅CH₂NH₃)₄AgBiBr₈。

進一步地，所述的有機-無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體屬于單斜晶系，空間群為P2₁/c。

進一步地，所述晶體的晶胞參數為：α＝90°，β＝90.052(3)°，γ＝90°，Z＝2。

方案二)

一種有機-無機雜化雙鈣鈦礦半導體晶體的制備方法，包括以下步驟：