有机-无机杂化金属卤化物的合成，结构调控及其发光性能研究

发布时间：2021-11-21 10:49

　　近年来,有机-无机杂化金属卤化物作为一种新兴的多功能材料,以其结构的多样性及优异的光电性能在发光二极管（LED）、光晶体管、光伏太阳能电池、光电探测器等领域的应用受到了人们的广泛关注。本文以功能导向的结构设计思想为指导,筛选具有不同空间构型与电子构型的有机胺作为阳离子模板剂,选取ⅣA族金属（Pb）,IB族金属（Cu,Ag）作为光学活性中心,构筑有机-无机杂化低维金属卤化物功能性材料。研究的主要内容与取得的成果具体归纳如下:（1）选取N,N’-二甲基乙二胺（DMEDA）作为有机阳离子,采用简单的溶液法合成了一种新型有机-无机杂化一维（1D）材料[H2DMEDA]PbCl4（1）。研究了该化合物的发光性能及其稳定性。该化合物可以通过形成自俘获激发态,发射出亮黄光,光致发光（PL）量子效率（PLQE）约为4.81%,进一步将该化合物与365 nm紫外（UV）LED结合可以形成白光LED器件,实现了这类材料在LED领域的应用。（2）在单一金属卤化物发光材料的基础上采取策略引入不同电子构型的d10过渡金属Ag+、Cu+异金属离子,将TM-X和Pb-X结合在杂化金属卤化物中,使其具有更灵活的结构单... 

【文章来源】：曲阜师范大学山东省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

ABX3钙钛矿结构示意图

第1章绪论31.3有机-无机杂化金属卤化物1.3.1有机-无机杂化铅基卤化物1.3.1.13D杂化铅基卤化物在经典的钙钛矿型卤化铅ABX3中，通常A代表的有机阳离子，B是金属离子，X代表的是卤素离子，所有的BX6通过共顶点连接形成3D网状结构（图1-1）。其中最为典型的化合物APbX3（A=Cs/CH3NH3，X=Cl，Br，I），具有激发波长范围宽，发射波长可调控，量子产率高等优点[22][12-14]。图1-1ABX3钙钛矿结构示意图。图1-2(a)Pb4Cl18簇及(H2DABCO)(Pb2Cl6)沿a-轴的结构图；(b)Pb5Cl18簇及(H3O)(Et2-DABCO)8(Pb21Cl59)沿a-轴的结构图。Guo-CongGuo课题组选取1,4-二叠氮双环[2.2.2]辛烷（DABCO）作为有机阳离(a)(b)

，0.31），显色指数（CRI）值较高，为88，均具有优异的发光性能。1.3.1.22D杂化铅基卤化物二维（2D）有机-无机杂化铅基钙钛矿结构在太阳能电池和发光二极管（led）等应用方面，尤其是在白光LED方面显示出优异的性能，是一种很有前途的单组分白光发射材料。具有易加工、低成本、高可调性和颜色稳定性等优点[24]。二维钙钛矿由三维结构衍生而来，沿着不同的晶体学平面切割无机晶格，可分为（100）取向、（110）取向和（111）取向。通过广泛改变功能有机阳离子或增加钙钛矿层厚度，2D材料比3D钙钛矿有更大的性能调控空间。图1-3(a)(C6H11NH3)2PbBr4晶体结构图；(b)(110)取向2D不同波纹层状金属卤化物示意图。K.Boukheddaden课题组合成了（100）晶面方向的2D杂化铅基卤化物(C6H11NH3)2PbBr4（（图1-3（a）），该化合物表现出宽带白光发射，并且具有较大的Stokes位移[25]。对该化合物进行了低温测试，证明自由激子发射在低温下淬灭。时间分辨光致发光光谱揭示了宽发射的多组分性质。通过分析发光强度与温度和激发能的(a)(b)


本文编号：3509370