卤化物钙钛矿超薄单晶的晶体管制备及其光电性能研究
发布时间：2021-09-13 19:35
能源、信息、材料是二十一世纪的三大支柱,而新型功能材料的发展为能源和信息领域的发展提供了物质基础。近年来,卤化物钙钛矿凭借其优异的光电性能吸引了众多研究人员的关注,成为一类及其重要的光电功能材料,在太阳能电池、光电探测、照明显示等领域展现出了极大的应用前景。尽管如此,在卤化物钙钛矿研究领域中还存在许多问题,限制了其广泛应用。例如卤化物钙钛矿的稳定性较差,对其基本物理特性的认知还有待深入等。考虑到目前卤化物钙钛矿的合成方法以胶体合成等溶液法为主,在制备过程中很容易在卤化物钙钛矿上残留相应的有机配体,会对其基本物理特性的研究造成影响。因此,想要研究材料的本征物理特性,需要采用一种恰当的方法制备出受杂质影响较小的高质量材料。在这种情况下,我们采用范德华外延的方法制备出了全无机卤化物钙钛矿超薄单晶,并对其光电性能进行了一系列研究,具体内容包括以下几个方面:1.全无机卤化物钙钛矿超薄单晶的生长制备与调控范德华外延是一种被广泛应用于二维材料生长中的方法,可以实现非层状材料的二维材料生长与制备。我们采用这种方法制备出了横向尺寸可以达到300 μm的高质量超薄单晶。这些通过范德华外延制备得到的高质量单...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１新型卤化物钙钛矿结构示意图
由于量子限域效应导致的。这种材料的激子波尔半径在１．４￣２．０ｎｍ左右，当材料??在厚度方向上减薄到单层的时候，材料的物理尺寸限制了激子的运动，就出现了??量子限域效应。为了进一步研究量子限域效应与材料厚度的关系，如图１．２（ａ）所??示，Ｓｉｃｈｅｒｔ等人通过调整有机阳离子的比例，制备出了一系列不同厚度的甲基氨??基铅溴钙钛矿纳米片，并且从理论计算的角度给出了厚度依赖的量子限域效应模??型［３９］。通过利用量子限域效应，Ｄｏｕ等人成功制备出了可以发射蓝光的单层甲基??氨基铅溴钙钛矿［４（）］，如图１．２（ｂ）（ｃ）所示。同时，他们发现这种单层材料的荧光光??谱会随着结构弛豫或者晶格常数的膨胀而改变，这一现象在其他二维材料中并不??常见，他们认为这一现象与该材料属于四角晶系有着极大的联系。Ｆｕ等人深入??研究了有机一无机杂化卤化物钙钛矿纳米晶生长的内在机制［４１］。他们的研究结??５??
图１．３气相法制备卤化物钙钛矿超薄片的进展。（ａ）?Ｐｂｌ２纳米片与相对应转化后的ＣＨ３ＮＨ３??Ｐｂｈ纳米片的厚度、形貌对照关系（ｂ）和（ｃ）典型ＣＨ；ＮＨ３ＰｂＩ３纳米片的原子力显微镜照??片［５５］，（ｄ）ＣＳＰｂＢｎ超薄片的光学显微镜照片，和（ｅ）厚度图１５８】。??相对于有机一无机杂化卤化物钙钛矿，气相法生长全无机钙钛矿的相关研究??工作还比较少。一方面相较于有机一无机杂化卤化物钙钛矿，全无机钙钛矿还处??于刚刚被研究的状态，进入这个领域的研究人员还不多；另一方面，相较于有机??－无机杂化卤化物钙钛矿，全无机钙钛矿通过气相法制备的难度和挑战更大。然??而，考虑到稳定性这一制约钙钛矿实际应用的重要因素，用气相法实现高质量全??无机钙钛矿超薄单晶的制备还是具有十分重要的意义的。Ｚｈａｎｇ等人首次报道了??高质量铯铅卤素超薄单晶的制备［５８］。不同于二维有机一无机杂化卤化物钙钛矿??制备中常用的两步法，Ｚｈａｎｇ等将前驱体混合在一起加热蒸发，实现／全无机钙??钛矿纳米片的成功制备。如图１．３（ｄ）（ｅ）所示，他们制备出的全尤机钙钛矿纳米片??的横向尺寸在ｌＯｐｉｎ左右
【参考文献】：
期刊论文
[1]低维金属卤化物钙钛矿:一种微腔激光材料[J]. 霍成学,王子明,李晓明,曾海波. 中国激光. 2017(07)
[2]Enhancement of photodetection based on perovskite/MoS2 hybrid thin film transistor[J]. Fengjing Liu,Jiawei Wang,Liang Wang,Xiaoyong Cai,Chao Jiang,Gongtang Wang. Journal of Semiconductors. 2017(03)
本文编号：3395219
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１新型卤化物钙钛矿结构示意图
由于量子限域效应导致的。这种材料的激子波尔半径在１．４￣２．０ｎｍ左右，当材料??在厚度方向上减薄到单层的时候，材料的物理尺寸限制了激子的运动，就出现了??量子限域效应。为了进一步研究量子限域效应与材料厚度的关系，如图１．２（ａ）所??示，Ｓｉｃｈｅｒｔ等人通过调整有机阳离子的比例，制备出了一系列不同厚度的甲基氨??基铅溴钙钛矿纳米片，并且从理论计算的角度给出了厚度依赖的量子限域效应模??型［３９］。通过利用量子限域效应，Ｄｏｕ等人成功制备出了可以发射蓝光的单层甲基??氨基铅溴钙钛矿［４（）］，如图１．２（ｂ）（ｃ）所示。同时，他们发现这种单层材料的荧光光??谱会随着结构弛豫或者晶格常数的膨胀而改变，这一现象在其他二维材料中并不??常见，他们认为这一现象与该材料属于四角晶系有着极大的联系。Ｆｕ等人深入??研究了有机一无机杂化卤化物钙钛矿纳米晶生长的内在机制［４１］。他们的研究结??５??
图１．３气相法制备卤化物钙钛矿超薄片的进展。（ａ）?Ｐｂｌ２纳米片与相对应转化后的ＣＨ３ＮＨ３??Ｐｂｈ纳米片的厚度、形貌对照关系（ｂ）和（ｃ）典型ＣＨ；ＮＨ３ＰｂＩ３纳米片的原子力显微镜照??片［５５］，（ｄ）ＣＳＰｂＢｎ超薄片的光学显微镜照片，和（ｅ）厚度图１５８】。??相对于有机一无机杂化卤化物钙钛矿，气相法生长全无机钙钛矿的相关研究??工作还比较少。一方面相较于有机一无机杂化卤化物钙钛矿，全无机钙钛矿还处??于刚刚被研究的状态，进入这个领域的研究人员还不多；另一方面，相较于有机??－无机杂化卤化物钙钛矿，全无机钙钛矿通过气相法制备的难度和挑战更大。然??而，考虑到稳定性这一制约钙钛矿实际应用的重要因素，用气相法实现高质量全??无机钙钛矿超薄单晶的制备还是具有十分重要的意义的。Ｚｈａｎｇ等人首次报道了??高质量铯铅卤素超薄单晶的制备［５８］。不同于二维有机一无机杂化卤化物钙钛矿??制备中常用的两步法，Ｚｈａｎｇ等将前驱体混合在一起加热蒸发，实现／全无机钙??钛矿纳米片的成功制备。如图１．３（ｄ）（ｅ）所示，他们制备出的全尤机钙钛矿纳米片??的横向尺寸在ｌＯｐｉｎ左右
【参考文献】：
期刊论文
[1]低维金属卤化物钙钛矿:一种微腔激光材料[J]. 霍成学,王子明,李晓明,曾海波. 中国激光. 2017(07)
[2]Enhancement of photodetection based on perovskite/MoS2 hybrid thin film transistor[J]. Fengjing Liu,Jiawei Wang,Liang Wang,Xiaoyong Cai,Chao Jiang,Gongtang Wang. Journal of Semiconductors. 2017(03)
本文编号：3395219
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