论文部分内容阅读
金属卤化物钙钛矿的通式为ABX3,其中A是一价阳离子（A=CH3NH3（MA）,CH3（NH2）2（FA）,或Cs+）,B是二价金属阳离子(B=Pb2+,Sn2+,Ni2+,或Cd2+),X是卤素阴离子（X=Cl-,Br-,I-）。在过去几年,金属卤化物钙钛矿的合成及其光电应用已经取得了巨大的进步。钙钛矿纳米晶的光致发光（PL）性能提升引起了广泛的关注。研究者们通过离子掺杂来调控钙钛矿纳米晶的光电性质（例如:吸收带隙、光致发光和量子效率（PL QYs））和稳定性。已有报道一些有关A位和B位的金属阳离子掺杂增强钙钛矿纳米晶的PL QYs,改善钙钛矿纳米晶的光电性能。因此,通过金属离子掺杂可以有效地改善钙钛矿纳米晶的光学和结构性能。其中,Mn2+掺杂的铯铅卤化物钙钛矿纳米晶体（NCs）在白光LED中具有潜在的应用前景。已经发现Mn2+掺杂的铯铅卤化物钙钛矿纳米晶表面配体容易脱落,形成缺陷,影响钙钛矿纳米晶及其相应器件的光电性能。因此,有必要提高Mn2+掺杂钙钛矿纳米晶的稳定性。本文合成了A位（Rb+,K+）离子掺杂的Mn:CsPbCl3 NCs,并利用稳态和时间分辨光致发光光谱研究了Rb+和K+离子掺杂对Mn:CsPbCl3 NCs的发光性质和稳定性的影响。首先研究了Rb+离子掺杂的Mn:CsPbCl3 NCs的发光性质。通过热注入法成功地合成了Mn:Cs1-xRbxPb Cl3 NCs（x=0、0.1、0.2、0.3和0.4）样品,并通过改变Mn/Pb和Rb/Cs比,制备了一系列的样品以研究Rb离子掺杂对Mn:CsPbCl3 NCs的发光性质的影响。发现Rb+掺杂提高了Mn:CsPbCl3 NCs的Mn2+发射量子产率。随着Rb+含量的增加,Mn2+的掺杂效率降低。当Rb+含量为0.1时,Mn:CsPbCl3 NCs中的Mn2+发射量子产率高达63.18%。X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）实验结果表明所有Mn:Cs1-xRbxPb Cl3 NCs均是立方相,随着Rb+掺杂含量增加,NCs的平均尺寸减小。在低温80 K时,Rb+离子掺杂的Mn:CsPbCl3 NCs的Mn2+发射明显增强,并随着温度升高到300 K,Mn2+的PL强度几乎保持不变。此实验结果表明,在Mn:CsPbCl3 NCs中掺入Rb+可以提高其结晶度,减少缺陷,从而提高Mn:CsPbCl3 NCs的热稳定性。其次研究了K+离子掺杂的Mn:CsPbCl3 NCs的发光性质。通过热注入法合成了Mn:Cs1-xKxPb Cl3 NCs样品,并通过改变Mn/Pb和K/Cs比,制备一系列的样品以研究K+离子掺杂对Mn:CsPbCl3 NCs发光性质的影响。发现K+掺杂提高了Mn:CsPbCl3 NCs的Mn2+发射量子产率。随着K+含量的增加,Mn2+的掺杂效率降低,这与Rb+离子掺杂的Mn:CsPbCl3 NCs结果一致。当K+含量为0.1时,Mn:CsPbCl3 NCs中的Mn2+发射量子产率高达77.62%。为了进一步研究Mn:Cs1-xK xPb Cl3 NCs的发光性质,将Mn:Cs1-xK xPb Cl3 NCs样品溶解在正己烷中,并向其中加入Pb Br2溶液,调节激子的发射波长,对样品进行紫外吸收,PL光谱的表征。研究发现,随着Br含量的增加,激子的吸收和PL光谱红移,而Mn2+的PL发光峰位几乎没有移动,并且激子的发光峰位移到450 nm时,Mn2+的PL发射仍然很强。