【摘 要】
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金属卤化物钙钛矿半导体由于具备优异的光学和电子性能,如陷阱态密度低、吸收系数高、载流子迁移率大,并且可以通过调节卤素成分实现对发光波长的调控,在太阳能电池、发光二极管、激光器等领域受到了广泛的关注。相比于传统的有机-无机钙钛矿材料,基于无机铯离子的Cs Pb X3（X=Cl、Br和I）金属卤化物钙钛矿具有更好的热稳定性和化学稳定性,对实现高性能的发光器件有着十分重要的意义。本文研究了全无机金属卤化
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金属卤化物钙钛矿半导体由于具备优异的光学和电子性能,如陷阱态密度低、吸收系数高、载流子迁移率大,并且可以通过调节卤素成分实现对发光波长的调控,在太阳能电池、发光二极管、激光器等领域受到了广泛的关注。相比于传统的有机-无机钙钛矿材料,基于无机铯离子的Cs Pb X3（X=Cl、Br和I）金属卤化物钙钛矿具有更好的热稳定性和化学稳定性,对实现高性能的发光器件有着十分重要的意义。本文研究了全无机金属卤化物钙钛矿Cs Pb Br3微纳结构的CVD法制备过程、生长机制以及其光学性能。利用CVD法制备的Cs Pb Br3微纳晶体,除了可以作为产生激光的增益介质之外,其天然微腔结构还可以作为谐振腔,实现激光的产生。本文对CVD法沉积Cs Pb Br3微腔的生长机制进行了详细研究,并对不同形貌的微腔进行了光学特性的比较,主要内容如下:（1）运用管式炉、真空泵等设备搭建了一套简易的CVD沉积系统,并使用CVD法在不同衬底上完成了钙钛矿材料Cs Pb Br3晶体的沉积。通过改变不同的实验条件,在衬底上制备出了半球型、立方体、长方体等不同形状的微腔。（2）深入探索了CVD法制备Cs Pb Br3微腔过程中,衬底位置、沉积温度、衬底类型、气压气流等实验条件对于沉积速率和Cs Pb Br3晶体的最终形貌的影响规律。实验发现,沉积速率显著受到上述外界实验参数的影响,并且只有在合适的速率下Cs Pb Br3晶体才能沿着衬底的晶格方向有序生长。（3）搭建了一系列光学显微测试光路,将泵浦激光源聚焦于微腔结构,在观察样品表面微观形貌的同时,测试不同激发功率下的光致发光（PL）谱以及时间分辨光致发光（TRPL）谱。结果表明在（100）面、（111）面硅和ITO衬底上的不同形貌微腔的激发阈值分别为20.0μJ/cm~2、11.5μJ/cm~2、21.0μJ/cm~2,品质因数Q分别为1279.8、1257.9和300.9,其受激辐射荧光寿命均在10 ps以内,自发辐射荧光寿命均在100 ps至200 ps之间。
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