溶剂辅助空间限位等静压方法生长高质量复合半导体薄膜及其光电性质的研究

发布时间：2021-01-21 08:48

　　有机无机复合半导体材料,尤其是近几年受到广泛关注的有机无机复合钙钛矿材料,相比于传统的无机和有机半导体材料具有很大的发展优势,这类材料不仅具有优异的物理性质,如高载流子迁移率,高吸光效率,宽吸光范围,而且制备工艺简单,因此得到了广泛的关注。目前,有机无机复合半导体材料多是以薄膜的形式应用到各种类型的器件中,薄膜的质量直接影响了器件的性能。为了使材料在器件中能充分发挥其性能,必须减少薄膜中由于制造工艺带来的缺陷,提高薄膜质量。而应用广泛的溶液法制备的薄膜存在晶粒小,晶界多,粗糙度大,缺陷多等不足,并且薄膜质量不稳定,所以如何制备高质量的钙钛矿薄膜,成为科研人员共同面临的一个挑战。本文以阳离子混合钙钛矿、卤素混合钙钛矿和配位型复合半导体CdI2（AD）三种材料为研究对象,利用我们提出的空间限位溶剂辅助热压方法,对于薄膜的生长过程进行研究,并最终制备出高质量的薄膜,获得高性能的光电器件。论文的主要内容如下:1、FAxMA1-hxPbI3薄膜的制备及其光电性质的研究将一步旋涂退火方法（CA方法）制备的FAxMA1-xPbI3薄膜作为前驱体,利用溶剂辅助空间限位热压方法（PSS方法）进行薄膜晶粒... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)立方钙钦矿晶体结构，(b)计算的12种卤化钙钦矿的容忍因子

光信号转换为电信号，在许多领域具有广泛的应用，在军事、航空航天、通讯、??生物成像等领域发挥着重要作用。２０１４年，Ｈｕ等５人报道了第一例使用金属－半??导体－金属（ＭＳＭ）的结构多晶钙钛矿光探测器（图１．２），?ＭＡＰｂＩ３薄膜沉积在具??有预制图案化的氧化铟锡（ＩＴ０）电极的ＰＥＴ柔性衬底上，由此开始了人们对设??计制造高性能光电探测器的研宄。??（ａ）?＇??／?Ｌｉｇｈｔ??＇、Ｈ?丨―一－？’??图１．２?ＭＡＰｂＩ３薄膜柔性光电探测器的示意图。??钙钛矿光探测器的种类非常多样，按钙钛矿材料的形态分类，可以分为单晶??Ｗ，多晶薄膜９，ＩＧ，低维纳米结构＂，１２等；按器件结构分类可以分为场效应型１３，１４，??金属－半导体－金属（ＭＳＭ）平面型５４和光电二极管型１５，１６等。??不同形态的钙钛矿光电探测器各有特点，多晶薄膜光电探测器具有制造工艺??简单，面积大，具有一定的柔性的特点，但是多晶薄膜容易存在大量的晶界以及??缺陷态，从而影响器件性能，导致响应度低及响应恢复时间长；单晶光电探测器，??４??

吴文强等人借助Ａ１２０３辅助、表面处理工艺，通过两步法沉积??ＣＨ３ＮＨ３ＰｂＩ３－ｘＣｌｘ在聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物（ＰＥＴ）柔性衬底上实现大规模??的可控的图案阵列（图１．４）。柔性的光电阵列具有高探测率９．４Ｘ１０ｎＪ〇ｎｅＳ，大??的开／关电流比高达１．２Ｘ１０３和宽的光谱响应，并且在大弯曲角度（０＝１５０°?）下??具有优秀的光电稳定性以及很好的耐折叠性。此外，该装置可以执行捕获实时光??轨迹和检测多点光分布的功能。??目前，除了上述光伏和光电探测两个方向，钙钛矿材料作为具有良好磁、电??和光学性能的重要材料，在发光二极管（ＬＥＤ）?２４￣２６、微纳激光器２７－２９、光催化??３Ｑ，３１、Ｘ射线成像３２、忆阻器３３，３４等方面也得到广泛应用。??６??


本文编号：2990859