[发明专利]一种锰掺杂钙钛矿微结构环/棒的制备方法

说明书

本发明公开了一种锰掺杂钙钛矿微结构环/棒的制备方法，所述的钙钛矿微结构为Mn:C₄N₂H₁₄PbBr₄钙钛矿微结构，该制备方法包括以下步骤：制备二维光子晶体模板：将聚苯乙烯微球悬浮液旋涂在基底上，待水蒸发完后，得到二维光子晶体模板，将模板加热不同的时间；制备钙钛矿前驱体溶液：先合成C₄N₂H₁₄Br₂再将其与PbBr₂和MnBr₂以一定比例溶解在二甲基亚砜中，得到钙钛矿前驱体溶液；制备钙钛矿微结构：将钙钛矿前驱体溶液旋涂在二维光子晶体模板上，待干燥后用甲苯浸泡以除去聚苯乙烯微球，得到钙钛矿微结构。该方法操作简单、操作工艺难度低，且钙钛矿微结构的尺寸和发光波长均可调。

技术领域

本发明涉及一种锰掺杂钙钛矿微结构环/棒的制备方法，属于钙钛矿掺杂和形态工程技术领域。

背景技术

棒状和环状结构在磁学、光学、光电子器件领域独特的性能和应用，也使它们受到普遍的关注。铅基钙钛矿是一种新型的半导体纳米材料，由于其拥有超高的荧光量子产率、组成依赖的发光波长可覆盖整个可见光区以及窄线宽等优异性质，使其成为近几年研究的热点。对钙钛矿进行掺杂可以为钙钛矿引入所掺入离子特有的性质同时兼具其本身的优异性质，扩展了钙钛矿的应用。例如，锰或镱的掺入可以为钙钛矿引入一个荧光峰。目前，锰掺杂的钙钛矿量子点和纳米片都已有报道。而锰掺杂钙钛矿微米结构领域的研究还是空白。钙钛矿棒状结构也有多篇报道，不过都是采用化学气相沉积得到的，这种方法缺点在于所需设备复杂、操作工艺难度高、成本高。因此迫切需要一种简单的方法来制备锰掺杂钙钛矿微米环和微米棒。

发明内容

本发明的目的是提供一种锰掺杂钙钛矿微结构环/棒的制备方法，所述的钙钛矿微结构为Mn:C₄N₂H₁₄PbBr₄钙钛矿微结构，所述的钙钛矿微结构为Mn:C₄N₂H₁₄PbBr₄钙钛矿微米环或者微米棒，该方法操作简单、操作工艺难度低，且可以对制备的钙钛矿微结构的大小和发光波长进行调控。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种锰掺杂钙钛矿微结构环/棒的制备方法，所述的钙钛矿微结构为Mn:C₄N₂H₁₄PbBr₄钙钛矿微结构，该制备方法包括以下步骤：

1）制备二维光子晶体模板：将聚苯乙烯微球悬浮液旋涂在基底上，待水蒸发完后，得到二维光子晶体模板，将模板进行加热；

2）制备钙钛矿前驱体溶液：先合成C₄N₂H₁₄Br₂再将其与PbBr₂和MnBr₂溶解在二甲基亚砜中，得到钙钛矿前驱体溶液，前驱体溶液中C₄N₂H₁₄Br₂/PbBr₂/MnBr₂的比例在4/4/0～4/3/1时可形成钙钛矿微环，4/2/2～4/1/3时可形成钙钛矿微米棒；

3）制备钙钛矿微结构：将钙钛矿前驱体溶液旋涂在二维光子晶体模板上，待干燥后用甲苯浸泡以除去聚苯乙烯微球，得到钙钛矿微结构。

作为本发明的优选，步骤1）所述的聚苯乙烯微球粒径大小为8～10µm，聚苯乙烯微球悬浮液中聚苯乙烯微粒的乳液固含量为5.0wt%；所述的旋涂的转速为60～100rpm，微球粒径越大，所需转速越慢。