主要探討了在Cs-Pb-Br基三元體系全無機鈣鈦礦材料中穩(wěn)定存在的3種不同化合物CsPbBr₃、CsPb₂Br₅和Cs₄PbBr₆的光學性能,對材料的制備方法、結構特性以及發(fā)光機制研究進行了總結分析。其中CsPb₂Br₅和Cs₄PbBr₆能隙較大,卻又存在優(yōu)異的熒光特性。理論與實驗結論的矛盾引起了較大的爭議,期望未來能有更直接的實驗數據確定材料的結構,從而得出Cs-Pb-Br基三元體系全無機鈣鈦礦材料的發(fā)光機制。 

【文章來源】：山東科學. 2020,33(03)

【文章頁數】：8 頁

【部分圖文】：

CsPbBr3的晶體結構[8]

Cs4PbBr6的制備方法與CsPb2Br5相似,有直接合成和間接轉化兩種方法。直接合成操作簡便,但易摻雜雜質;間接轉化則更容易得到Cs4PbBr6純相,但操作復雜,不利于大規(guī)模工業(yè)生產。Chen等[29]在液-液不混溶兩相體系中建立了非均相界面反應策略,將溴化鉛和溴化銫溶于二甲基甲酰胺中完全溶解,然后加入油酸和油胺穩(wěn)定前驅體溶液,加速反應。最后將前驅體溶液快速注入正己烷中攪拌誘導反應,合成了具有明亮綠光的Cs4PbBr6。該方法成本低,操作簡便,實現(xiàn)了在室溫條件下的大規(guī)模合成。Bastiani等[33]通過反溶劑蒸汽輔助結晶合成了CsPbBr3單晶,再誘導反應合成Cs4PbBr6,但反應時間較長,需要48 h。Adhikari等[34]在室溫合成條件下,通過改變銫-油酸前體的含量,從CsPbBr3轉變?yōu)楹U的Cs4PbBr6晶體。這種轉變極大地改變了鈣鈦礦的形態(tài)、結構和光學性質。Zhang等[35]采用配體輔助下室溫再沉淀的方法合成了純相Cs4PbBr6晶體。通過改變實驗合成中輔助配體,如用十二烷基胺代替油胺,得到純相Cs4PbBr6鈣鈦礦的熒光量子產率高達95.1%。3.3 Cs4PbBr6的光學性能

1.3 CsPbBr3 的光學性能三維鈣鈦礦CsPbBr3具有較大的光吸收系數、超低的體積缺陷密度等特性,使得其在高發(fā)光效率方面取得顯著優(yōu)勢[13]。如圖2所示,CsPbBr3熒光光譜中峰的位置位于525 nm處,熒光強度高,具有優(yōu)異的熒光性能。半導體納米晶發(fā)光的基本方式是價帶上的電子吸收能量受到激發(fā)躍遷到導帶,導帶上的激發(fā)態(tài)電子重新躍遷回價帶,并與價帶上的空穴發(fā)生復合釋放能量,即輻射復合發(fā)光[15-16]。傳統(tǒng)量子點發(fā)光材料一般因局部的非金屬離子不成鍵或形成弱的成鍵軌道,在價帶與導帶之間形成缺陷態(tài)能級[17-19]。與傳統(tǒng)量子點發(fā)光材料相比,CsPbBr3的優(yōu)勢在于其擁有極高的缺陷容忍能力,能夠高度避免間隙中間態(tài)缺陷的產生,該缺陷態(tài)能級只形成于價帶與導帶的內部。另外,中間態(tài)缺陷能級的減少,導致納米晶輻射復合發(fā)光的效率有了大幅度的提高,從而使得CsPbBr3納米材料具有優(yōu)異的熒光特性[12,20]。


本文編號：3373007