近年來,有機金屬鹵化物鈣鈦礦憑借其優(yōu)異的光電性能在電致發(fā)光器件、光伏轉(zhuǎn)化器件、光/輻射探測等領(lǐng)域取得了重要進展。特別地,作為一種優(yōu)異的光增益介質(zhì),有機金屬鹵化物鈣鈦礦具有形貌調(diào)控方便、制備工藝簡單、直接帶隙可調(diào)等優(yōu)勢,是國際學術(shù)界的研究熱點之一。進一步提高鈣鈦礦激光器件的性能,如降低激光閾值、調(diào)控激光出射模式是當前研究的主要方向之一。本文以甲胺鉛溴鈣鈦礦為研究對象,通過優(yōu)化溶液法首次合成了具有多面體結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦晶體,并對其生長機理做了深入探討,同時在泵浦作用下成功實現(xiàn)了激光出射和激光性能的調(diào)控。具體工作如下:為了構(gòu)建多面體諧振腔,利用溶液混合沉淀法合成了甲胺鉛溴（CH₃NH₃PbBr₃）多面體單晶顆粒。通過將一定濃度的溴化鉛（PbBr₂）溶液滴加到甲基溴化銨（CH₃NH₃Br）溶液（溶劑為異丙醇IPA）中,在水浴超聲混合的條件下獲得了甲胺鉛溴多面體微粒。我們的研究表明,甲基溴化銨溶液的濃度在甲胺鉛溴多面體結(jié)構(gòu)形成過程中具有關(guān)鍵作用,超低濃度的甲基溴化銨溶液... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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幾種常見的有機金屬鹵化物鈣鈦礦的容忍因子（t）和八面體因子（μ）[31]

第一章緒論5子[31]。圖1-2立方鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)[31]Figure1-2Cubicperovskitecrystalstructure[31].在有機-無機雜化鈣鈦礦中，CH3NH3PbX3是最受關(guān)注的材料，得到了廣泛的研究。對于不同的鹵素X=Cl、Br、I，CH3NH3PbX3有著不同的容忍因子，CH3NH3PbCl3、CH3NH3PbBr3和CH3NH3PbI3的容忍因子分別為0.85，0.84和0.83，其中rPb=119pm,rCl=181pm,rBr=196pm,rI=220pm[32]。對于立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其容忍因子t的范圍通常在0.80至0.90之間，八面體因子在0.40至0.90之間。因此，有機-無機雜化鈣鈦礦CH3NH3PbX3應(yīng)該也具有立方晶體結(jié)構(gòu)，如圖1-2所示，其中較大的陽離子A通常是甲基銨離子（CH3NH3+），較小的陽離子B通常是Pb2+，而陰離子X是鹵素離子。除此之外，CH3NH3PbX3的晶體結(jié)構(gòu)也會受溫度的影響，在不同溫度下體現(xiàn)為不同的晶體結(jié)構(gòu)。實際上，在常溫下只有CH3NH3PbCl3和CH3NH3PbBr3是立方晶體結(jié)構(gòu)，CH3NH3PbI3的立方相結(jié)構(gòu)只有在高于54.4℃時才能穩(wěn)定存在，而在室溫條件下多為四方相，晶格參數(shù)a=b=885.5pm，c=1265.9pm[33]。1.2.2合成優(yōu)異的光電性能使得有機-無機雜化鈣鈦礦在光電器件上有著廣泛的應(yīng)用。晶體質(zhì)量直接影響著器件的性能，然而不同的制備方法對晶體質(zhì)量有著顯著的影響。目前，有多種方法可以合成有機-無機雜化鈣鈦礦，以下分別講述薄膜的制備方法和單晶的制備方法。

第一章緒論7圖1-3反溶劑氣相擴散結(jié)晶法制備MAPbX3單晶的結(jié)晶示意圖[37]Figure1-3Schematicdiagramofthecrystallizationprocessbyanti-solventvaporassistedmethod.[37]（2）單晶的制備制備有機-無機雜化鈣鈦礦單晶的方法可以歸納為：（１）反溶劑氣相擴散結(jié)晶法：反溶劑氣相擴散結(jié)晶法是使有機-無機雜化鈣鈦礦的不良溶劑蒸汽擴散到其溶液中，降低溶液中鈣鈦礦的溶解度，達到析出溶質(zhì)的目的。如圖1-3所示，Shi等人報道了反溶劑氣相擴散結(jié)晶法可獲得相當大的高質(zhì)量CH3NH3PbX3單晶，其X=Br和I，表現(xiàn)出極低的陷阱態(tài)密度和較長的電荷-載流子擴散長度[37]。（２）兩步溶液法：2015年，Zhu等人報道了螺旋位錯驅(qū)動的納米線生長，并用其實現(xiàn)了低閾值、高品質(zhì)因子的激光。首先制備一層平整的醋酸鉛薄膜，然后將其置于高濃度的甲胺鹵化物溶液中反應(yīng)，由于開始階段快速反應(yīng)形成的鈣鈦礦膜層阻礙了醋酸鉛和甲胺鹵化物的進一步反應(yīng)，降低了反應(yīng)速率，同時形成的鈣鈦礦膜層提供了位錯源，使得螺旋位錯驅(qū)動鈣鈦礦納米線的生長，最終合成了高質(zhì)量的鈣鈦礦納米線單晶[38]。（３）化學氣相沉積法：目前研究人員采用化學氣相沉積法合成了多種鈣鈦礦單晶，如Mi等人合成了高質(zhì)量的金字塔狀CH3NH3PbBr3單晶，尺寸分布在2-10μm[39]。（4）升溫結(jié)晶法:利用有機無機雜化鈣鈦礦在DMF溶劑中隨著溫度的升高溶解度下降的特性生長鈣鈦礦單晶[40]。（5）溶劑熱法：Chen等人利用高溫高壓的溶劑熱反應(yīng)驅(qū)動鈣鈦礦納米顆粒發(fā)生奧斯瓦爾德成熟，促使晶體長大，實現(xiàn)鈣鈦礦單晶的合成[41]。在眾多的制備方法中，溶液法簡易高效可行，但是溶液法也存在著一定的缺點，如難以準確控制形成的鈣鈦礦晶體的形貌、產(chǎn)物重復(fù)性差等，使得鈣鈦礦的大規(guī)模應(yīng)用受到限制。因此，尋找更

【參考文獻】：
期刊論文
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