[发明专利]一种零维钙钛矿结构高效发光材料及反转温度生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料制备技术领域，特别是涉及一种零维钙钛矿结构高效发光材料及反转温度生产方法。

背景技术

发光材料在人类社会发展过程中自始至今起到至关重要的作用，除了用于日常照明外，它还广泛地用于通信、光学计算机、生物分子探针、航空航天等高科技领域。近年来一种钙钛矿结构A_nBX_2+n材料（特别是有机无机杂化材料CH₃NH₃PbX₃）正在半导体领域引发一场革命，这让该系列材料受到极大关注，该系列材料被认为在光伏材料、发光材料等领域有广阔的应用前景。研究发现，该系列钙钛矿结构材料具有优异的光学和电学性质，最常见的钙钛矿材料是甲胺碘化铅（CH₃NH₃PbI₃），其为直接带隙半导体，带隙约为1.5eV。光激发的激子束缚能只有0.03eV，说明在室温下大部分激子会很快分离为自由载流子。电子和空穴表现出很小的有效质量和很高的迁移率（电子：7.5cm²V^-1s^-1，空穴：12.5cm²V^-1s^-1），复合时间为几百纳秒，这导致很长的载流子扩散距离（100-1000nm）。

钙钛矿结构分子式一般可以表示为A_nBX_2+n，n=1、2、3、4分别对应三维、二维、一维、零维钙钛矿结构。最新研究表明，三维钙钛矿结构ABX₃光致发光量子产率（Photoluminescence Quantum Yield，PLQY）并不高，例如CsPbX₃仅有0.1%，而提高钙钛矿系列材料PLQY的有效方法为降低材料的结构维度。可以预见零维钙铁矿材料将在荧光灯、电致发光器件（例如：发光二极管（LED））、固体激光器等方面都有广阔的应用前景。

目前，人们将注意力更多的是放在三维钙钛矿结构ABX₃的制备以及其光伏应用上，对零维钙钛矿材料A₄BX₆的制备方法以及其在发光材料领域的应用报道较少。2017年初，韩国成均馆大学报道了零维钙钛矿材料A₄BX₆的抗溶剂制备方法，但该方法存在制备周期长的缺点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种零维钙钛矿结构高效发光材料及反转温度生产方法，提升材料纯度和发光效率，缩短生产周期，降低所用设备要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种零维钙钛矿结构高效发光材料，包括：A₄BX₆，其中，A为Cs⁺、CH₃NH₃⁺、H₂N-CH=NH₂⁺、(CH₃)₄N⁺、C₇H₇⁺、C₃H₁₁SN₃²⁺中的一种或多种混合，B为Pb、Ge、Sn中的一种或多种混合，X为卤族元素Cl、Br、I中的一种或多种混合。

A₄BX6可通过调节A、B、X中，A、B、X的种类调节材料带隙，进而调节材料的发光波段；当A或B或X分别是几种材料混合时，通过调节种类的比例调节材料带隙，进而调节材料的发光波段。