本文關(guān)鍵詞：雜化鈣鈦礦材料的發(fā)光性能及其MIS結(jié)構(gòu)發(fā)光器件研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：有機(jī)-無機(jī)雜化型鈣鈦礦材料因其優(yōu)異的光電性質(zhì)及可溶液法加工等優(yōu)點而受到關(guān)注,近幾年被廣泛應(yīng)用在溶液法制備太陽能電池及發(fā)光二極管中。深入了解這種材料的發(fā)光機(jī)理和發(fā)光過程對于制備高性能的光電器件具有指導(dǎo)意義。本論文對溶液法制備鈣鈦礦(CH3NH3PbX3, X=Cl, Br, I)薄膜進(jìn)行光學(xué)性能研究,深入了解載流子復(fù)合動力學(xué)并揭示了這種材料的發(fā)光起源；利用溶液法制備的鈣鈦礦與無機(jī)工藝相結(jié)合制備了鈣鈦礦型MIS結(jié)構(gòu)發(fā)光器件。本論文的主要研究工作如下：(1)對溶液法制備的鈣鈦礦薄膜及器件進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熒光光譜分析,研究了鈣鈦礦薄膜在不同強(qiáng)度激發(fā)下的發(fā)光性能及變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度與激發(fā)光密度符合I～Lk(冪指數(shù)1k2)的關(guān)系；根據(jù)激子和自由載流子復(fù)合發(fā)光線形理論對發(fā)光峰形進(jìn)行分析,證實了其中的激子發(fā)光特征。(2)對溶液法制備的鈣鈦礦薄膜進(jìn)行瞬態(tài)熒光光譜測試,研究了發(fā)光壽命隨發(fā)光能量的變化規(guī)律,揭示了發(fā)光峰的局域激子特征。利用太赫茲光泵浦探測,進(jìn)一步證實了載流子的局域化特性。(3)對溶液法制備的鈣鈦礦在真空和空氣中的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熒光光譜進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)發(fā)光光譜的線形、壽命、隨時間發(fā)光變化對氣氛的變化敏感。我們通過簡單的含有局域載流子、表面能帶彎曲、單載流子俘獲的模型來解釋鈣鈦礦的全部發(fā)光特征,揭示了這種材料的發(fā)光起源。(4)將溶液法制備的鈣鈦礦應(yīng)用在MIS結(jié)構(gòu)中制備了鈣鈦礦型MIS結(jié)構(gòu)電致發(fā)光器件,其外量子效率為0.085%。
【關(guān)鍵詞】：鈣鈦礦 激子 局域化 熒光光譜 太赫茲 電致發(fā)光
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 引言10-11
• 1.2 有機(jī)-無機(jī)雜化型鈣鈦礦概述11-15
• 1.2.1 鈣鈦礦的晶體結(jié)構(gòu)11-13
• 1.2.2 有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦的制備技術(shù)13-15
• 1.3 有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦的光電性能15-20
• 1.3.1 光致發(fā)光性能15-17
• 1.3.2 電子結(jié)構(gòu)17-18
• 1.3.3 光吸收性能18-19
• 1.3.4 載流子擴(kuò)散19-20
• 1.4 鈣鈦礦型有機(jī)-金屬鹵化物應(yīng)用20-25
• 1.4.1 太陽能電池20-22
• 1.4.2 發(fā)光二極管22-24
• 1.4.3 薄膜晶體管24
• 1.4.4 光探測器24-25
• 1.5 本論文的研究意義和內(nèi)容25-26
• 第二章 實驗內(nèi)容與性能表征26-32
• 2.1 引言26
• 2.2 有機(jī)金屬雜化鈣鈦礦薄膜的制備26-28
• 2.2.1 制備的原料及其規(guī)格26
• 2.2.2 CH_3NH_3I的合成26-27
• 2.2.3 CH_3NH_3Br的合成27
• 2.2.4 溶液法鈣鈦礦薄膜的制備27-28
• 2.3 材料生長設(shè)備28-29
• 2.3.1 磁控濺射28
• 2.3.2 原子層沉積28
• 2.3.3 脈沖激光沉積28
• 2.3.4 手套箱真空鍍膜設(shè)備28-29
• 2.4 分析測試設(shè)備29-32
• 2.4.1 低溫變溫全波段熒光光譜測試(PL)29-30
• 2.4.2 半導(dǎo)體光學(xué)測試平臺30-31
• 2.4.3 紫外-可見分光光度計(UV-Vis)31
• 2.4.4 掃描電子顯微鏡(SEM)31
• 2.4.5 時域太赫茲光譜系統(tǒng)31-32
• 第三章 溶液法鈣鈦礦中的激子局域化研究32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 鈣鈦礦薄膜性能表征32-34
• 3.3 鈣鈦礦中的激子發(fā)光特征34-36
• 3.4 局域激子效應(yīng)36-39
• 3.5 鈣鈦礦中的自由載流子復(fù)合39-41
• 3.6 激子發(fā)光的穩(wěn)定性41-44
• 3.7 局域激子發(fā)光模型44-45
• 3.8 本章小結(jié)45-46
• 第四章 有機(jī)-雜化鈣鈦礦發(fā)光性能的氣氛依賴性46-54
• 4.1 引言46
• 4.2 鈣鈦礦的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)發(fā)光研究46-47
• 4.3 鈣鈦礦時間分辨熒光光譜研究47-49
• 4.4 鈣鈦礦中缺陷分析49-50
• 4.5 鈣鈦礦的發(fā)光機(jī)理模型50-52
• 4.6 本章小結(jié)52-54
• 第五章 鈣鈦礦MIS結(jié)構(gòu)發(fā)光器件54-62
• 5.1 引言54
• 5.2 鈣鈦礦MIS發(fā)光器件的制備54-58
• 5.2.1 絕緣層的制備工藝55-56
• 5.2.2 鈣鈦礦層的制備方法56-58
• 5.3 鈣鈦礦-MIS器件的電致發(fā)光58-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 第六章 結(jié)論62-64
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-76
• 致謝76-78
• 個人簡歷78-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其它研究成果80

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