金属硫化物提高钙钛矿纳米晶体稳定性的研究

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全无机钙钛矿(CsPbBr3)纳米晶体具有制备工艺简单、发射光谱窄、光谱范围可调、量子产率高等优点,有望满足纳米晶体背光源应用的需求,成为新一代显示材料;同时在电致发光、激光、光学检测等领域中具有应用潜力。但其对水和氧气极为敏感,容易受到周围环境的影响而发生荧光猝灭。纳米晶体的稳定性是进行物性研究和器件应用的基础。因此,如何提高钙钛矿纳米晶体的稳定性是其推广应用的重要问题。本文以钙钛矿纳米晶体为研究对象,使用硫化剂(S2--DDA+)处理CsPbBr3纳米晶体,形成硫化物生长的位点。将不同种类的金属盐加入上述溶液中,室温下进行硫化物的生长,以稳定性为研究目标,考察了不同种类金属盐、反应物投加量、反应时间对其稳定性的影响。优化实验条件,并确定了最佳反应条件。在25℃的反应条件下,1 mL的CsPbBr3纳米晶体溶液中加入100μL S2--DDA+溶液(0.05 mol/L),反应1 h后;随后加入0.01 mmol乙酸铟,并反应2 h,得到了CsPbBr3·S-In纳米晶体。在功率密度为175 mW/cm2的LED光(450 nm)照射下,CsPbBr3·S-In纳米晶体的荧光强度几乎未发生变化,而CsPbBr3纳米晶体在2小时时几乎完全猝灭。此外,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征了所制备纳米晶体产物的结构、形貌、尺寸大小及分布、组成、元素分布情况与元素化学状态,阐述了CsPbBr3纳米晶体稳定性增强的原因。本课题为提高CsPbBr3纳米晶体的稳定性提供了一种新方法。
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