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钙钛矿薄膜材料的制备及其性能研究

发布时间:2018-07-10 01:08

  本文选题:钙钛矿 + 锆钛酸铅 ; 参考:《天津理工大学》2017年硕士论文


【摘要】:本文从典型的钙钛矿结构出发,主要研究了两种材料:(1)无机钙钛矿材料—锆钛酸铅(PZT);(2)有机-无机杂化的卤素钙钛矿材料—甲基胺碘化铅(CH_3NH_3PbI_3)。无机钙钛矿材料锆钛酸铅的研究多集中在锆/钛之比为52/48附近的准同型晶界附近,而锆/钛之比更高的区域则研究较少。本文以无机盐醋酸铅、硝酸锆、钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法制备了锆/钛之比例为95/5的锆钛酸铅溶胶-凝胶。通过分析X射线衍射谱,确定了本文制备工艺的合适烧结温度。根据X射线衍射谱,理论计算确定了煅烧后获得的PZT颗粒的理论晶粒尺寸。有机-无机杂化钙钛矿材料是一种新型材料,大多数的研究都是通过化学合成的方法制备的甲基胺碘化铅。本文以甲基胺、碘化氢、碘化铅为原料,通过化学反应制备了甲基胺碘多晶材料。采用化学气相沉积的方法,通过两步法合成了碘化铅纳米片并成功将其转化为甲基胺碘化铅纳米片。在荧光显微镜和扫描隧道显微镜(Scan electron microscope,SEM)下观察了碘化铅纳米片和甲基胺碘化铅纳米片,无论是合成的碘化铅纳米片或是甲基胺碘化铅纳米片都具有规则的形状。通过高分辨率拉曼光谱仪采集光致发光谱,甲基胺碘化铅纳米片在532nm激光激发下,其中心带隙能级约为1.56 eV。在高于1.63 eV(760 nm)和低于1.49eV(830nm)的区域内,我们看到其发光强度几乎为0,说明利用该方法制备的甲基胺碘化铅晶体结构完好,且不存在明显的缺陷。通过这种方法制备的甲基胺碘化铅材料具有规则的形状且光致发光很强,是一种在激光领域有应用前景的材料。
[Abstract]:Based on the typical perovskite structure, two kinds of materials have been studied in this paper: (1) the inorganic perovskite-lead zirconate titanate (); (_ 2) organic-inorganic hybrid halide perovskite material (Ch _ 3NH _ 3PbI _ I _ 3). The studies of lead zirconate titanate are mainly focused on the quasi-homogeneous grain boundaries where the ratio of zirconium to titanium is about 52 / 48, but less on the areas where the ratio of zirconium to titanium is higher. In this paper, lead zirconate titanate sol-gel with 95 / 5 ratio of zirconium to titanium was prepared by sol-gel method using inorganic salt lead acetate, zirconium nitrate and butyl titanate as raw materials. By analyzing the X-ray diffraction spectrum, the appropriate sintering temperature was determined. The theoretical grain size of the calcined PZT particles was determined theoretically according to the X-ray diffraction spectrum. Organic-inorganic hybrid perovskite is a new type of material. Most of the studies have been done on the preparation of lead methylamine iodide by chemical synthesis. In this paper, methyl amine iodine polycrystalline material was prepared by chemical reaction from methyl amine, hydrogen iodide and lead iodide. Lead iodide nanoparticles were synthesized by chemical vapor deposition and successfully converted into lead iodide tablets. Lead iodide nanoparticles and methyl amine lead iodide nanoparticles were observed under fluorescence and scanning electron microscopes. Both the synthesized lead iodide nanoparticles and the methyl amine lead iodide nanoparticles have regular shapes. The photoluminescence spectra were collected by high resolution Raman spectrometer. The central band gap level of lead iodide methyl amine nanoparticles excited by 532nm laser was about 1.56 EV. In the region above 1.63eV (760nm) and below 1.49eV (830nm), the luminescence intensity is almost zero, which indicates that the crystal structure of lead methylamine iodide prepared by this method is perfect and there is no obvious defect. The lead methylamine iodide material prepared by this method has regular shape and strong photoluminescence. It is a promising material for laser applications.
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB383.2

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本文编号:2111425

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