化学气相沉积法制备钙钛矿CsPbBr3微米片及其光学性质表征

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自20世纪中期以来,通式为APbX3(其中A=CH3NH3+(MA+),CH(NH2)2+(FA+)或Cs+;X=Cl-,Br-,I-)卤化铅钙钛矿一直作为科学界探索的对象。卤化铅钙钛矿由于具有强的光吸收能力,低的激子结合能,较长的载流子扩散长度,较高的载流子迁移率和简易的合成方式等优势,被广泛应用于太阳能电池、发光二极管、压电、热电、非线性光学、光电探测等领域。其中仅在九年内,使用卤化铅钙钛矿的光伏器件的功率转换效率从3.8%迅速提高到24.2%。除此之外,卤化铅钙钛矿纳米材料具有较高发光量子产率、良好的光学稳定性、较窄的发射半峰宽、较高的色纯度等优点。此外,其发射波长可通过调节颗粒尺寸和化学组分,以获得覆盖紫外至近红外区域的发射光谱;其激发波长宽而连续,不同尺寸的纳米晶可以由单一光源激发,降低了对激发光源的要求。因此,卤化铅钙钛矿纳米晶体是目前理想的荧光材料之一。不同于块体单晶,钙钛矿微纳单晶具有独特性质。它们更易于制备,而且可以精确控制形貌,掺杂比例,转移等。其次,由于尺寸较小,易于会出现量子限制效应,对于光激发或者电激发的具有增强效应。本论文首先利用化学气相沉积法制得全无机CsPbBr3钙钛矿的微纳结构,讨论了气相生长下不同条件对样品形貌的影响。然后讨论在光激发下,从吸收和辐射发光出发探究了微米片的载流子动力学。本文的主要内容如下:1.首先介绍了钙钛矿的溶液制备法和气相制备法及比较,然后进行调研讨论了钙钛矿的基本结构,电子构型,光电性质及器件应用。2.使用化学气相沉积法制得全无机CsPbBr3钙钛矿的微米片阵列,然后探究了在不同生长条件下制备钙钛矿样品的形貌。3.对CsPbBr3进行光学性质表征,利用吸收谱,光致发光谱,和时间分辨荧光探究微米片的载流子产生和复合机制。接着利用脉冲光激发研究钙钛矿受激辐射的性质,如产生模式,尺寸对激射模式的影响等。
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