二维Ruddlesden-Popper型有机无机杂化钙钛矿制备及性能研究

发布时间：2023-05-06 20:37

　　有机无机杂化钙钛矿已经成为新兴半导体材料中的明星材料,过去十年见证了该材料尤其是以CH3NH3PbI3为首的三维杂化钙钛矿在高性能光伏的成功应用。然而三维杂化钙钛矿受阳离子尺寸限制,只有尺寸较小的有机胺离子才能穿插到无机层所堆垛的空隙中,因此维度缩减成为该领域发展的一个新方向。二维Ruddlesden-Popper型有机无机杂化钙钛矿将有机部分与无机骨架的特点相结合,从而得到结构可变性、较大的极性以及易加工性等优良特性,此外又可以获得具有电学性能、光学等特性。本文利用氟苯乙胺、异戊胺对三维杂化钙钛矿进行改造,合成了四例二维Ruddlesden-Popper型杂化钙钛矿化合物。(1)通过快速结晶的方法,在较短的时间内合成了化合物a的大尺寸的晶体,该晶体显示出优越的载流子传输性能和较低的缺陷密度等优点。另外其独特的量子阱结构使得该晶体具有较大的光学二向色性,其光学吸收比率αc/αa≈2.05。此外,基于晶体的光电探测器展现了优异的偏振探测行为,显示了其在偏振光检测方面的巨大潜力。(2)通过对三维钙钛矿结构进行裁剪,研究了一种构筑二维三层杂化钙钛矿铁电体的新方法。基于化合物b的量子阱结构,用...

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 钙钛矿结构
    1.2 有机-无机杂化钙钛矿材料
    1.3 有机无机杂化钙钛矿的结构及分类
        1.3.1 三维有机无机杂化钙钛矿结构
        1.3.2 二维有机无机杂化钙钛矿结构
        1.3.3 一维和零维有机无机杂化钙钛矿结构
    1.4 有机-无机杂化材料的国内外研究进展
    1.5 选题思路及主要研究内容
第二章 二维RP型钙钛矿(FPEA)2Pb2I4 的制备及光电性能研究
    2.1 背景介绍
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要试剂与仪器设备
        2.2.2 材料合成及制备方法
    2.3 性能表征
        2.3.1 相纯度表征
        2.3.2 晶体质量表征
        2.3.3 结构分析
        2.3.4 半导体性能
        2.3.5 各向异性的物理性能
        2.3.6 偏振光电探测性能
    2.4 本章小结
第三章 二维RP型钙钛矿铁电体的制备及性能的研究
    3.1 背景介绍
    3.2 实验部分
        3.2.1 (IA)₂(MA)₂Pb₃Br₁₀(化合物b)和(IA)₂(EA)₂Pb₃Br₁₀ (化合物c)的合成
    3.3 性能测试分析
        3.3.1 相纯度表征
        3.3.2 结构表征
        3.3.3 差示扫描量热分析
        3.3.4 介电性能分析
        3.3.5 铁电及热释电性能
        3.3.6 半导体性能
        3.3.7 多光子吸收性能
        3.3.8 光电响应特性
    3.4 本章小结
第四章 二维RP型钙钛矿反铁电体的制备及性能研究
    4.1 背景介绍
    4.2 实验部分
        4.2.1 (IA)₂Cs Pb₂Br₇ (化合物d)的合成
        4.2.2 材料合成及制备方法
    4.3 性能测试分析
        4.3.1 相纯度表征
        4.3.2 结构表征
        4.3.3 差示扫描量热分析与介电性能分析
        4.3.4 热释电测试
        4.3.5 铁电性能测试
        4.3.6 电流峰测试
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3809573