[发明专利]提高CsPbCl3钙钛矿的光致发光强度的方法及荧光光谱测试方法

说明书

本发明公开了一种提高CsPbCl₃钙钛矿的光致发光强度的方法，包括制备Al@C等离子体、制备CsPbCl₃溶液、将CsPbCl₃溶液与Al@C等离子体混合。Al@C等离子体吸收共振峰与CsPbCl₃激发光峰位接近，通过利用其LSPR特性，增强局部电磁场，并且利用公开的荧光分光光度计对溶液进行荧光光谱测试的方法，验证CsPbCl₃溶液与Al@C等离子体混合确实提高CsPbCl₃的激发效率，实现PL的增强。

技术领域

本发明涉及一种提高CsPbCl₃钙钛矿的光致发光强度的方法，属于钙钛矿发光效率技术领域。

背景技术

光致发光(Photoluminescence，简称PL)是冷发光的一种，指物质吸收光子(或电磁波) 后重新辐射出光子(或电磁波)的过程。从量子力学理论上，这一过程可以描述为物质吸收光子跃迁到较高能级的激发态后返回低能态，同时释放光子的过程。作为ABX₃型钙钛矿化合物的重要成员之一的CsPbCl₃，具有光致发光效应，其在266nm的激发光照射下，可以产生420nm左右的蓝光。纯无机钙钛矿材料，特别是CsPbX₃(X＝Cl、Br、I)自Kovalenko 课题组报道后，由于它们卓越的光电性能如今被广泛认为是新一代半导体光电材料。目前制备的CsPbBr₃和CsPbI₃纳米晶在绿光和红光区域的PLQY(光致发光量子产率)可达90％以上，已广泛应用为高效LED的活性材料和低阈值放大自发发射或激光输出的增益介质。而发射波长在蓝紫光区域的CsPbX₃(X＝Cl或Cl/Br)纳米晶发光效率低，特别是CsPbCl₃的PLQY 低于10％。主要是由于CsPbCl₃的缺陷形成能低，导致结构中产生大量缺陷，增加非辐射跃迁几率，极大的限制了卤化铅铯纳米晶材料在短波长区域的应用。因此，提高其光致发光效率显得尤其重要。

目前文献中提高钙钛矿发光效率的方法主要是离子掺杂，通过掺杂离子使得材料产生一些特殊性能，如磁学性能、与杂质相关的特殊光学性能。在钙钛矿纳米晶掺杂体系中，一些课题组已在卤化铅铯纳米晶中掺入一些金属离子，如Mn²⁺、Bi³⁺或一些稀土离子，而这类掺杂会产生由掺杂离子引起的新的发光带，而这些新的发光带均伴随着从主体向掺杂物质的能量转移，这不利于基质材料本身发光效率的提高。

因此，需要一种提高CsPbCl₃钙钛矿的光致发光强度的方法。

发明内容

针对现有技术的需求及缺陷，提供一种提高CsPbCl₃钙钛矿的光致发光强度的方法。其技术方案如下：

步骤(1)：采用液相激光烧蚀法制备Al@C等离子体。

步骤1.1：打开脉冲激光器，设置激光器的工作参数，保持激光器工作预热一段时间。

步骤1.2：配置液相激光烧蚀所需的反应溶液。具体包括以下步骤：称取少量抗坏血酸溶解于甲苯溶液中，加入磁子进行搅拌，确保其充分溶解。

步骤1.3：安装实验装置，主要元件包括Nd：YAG激光器、反射镜、聚焦镜、双支管石英烧杯、氩气、金属铝靶材、反应溶液。将Al片放置在反应溶液中。通过调节光路，使得光斑对准Al靶材。最后打开激光，再次调节电压，确保轰击到铝片上的激光能量为目标能量，激光脉冲持续轰击一段时间。

步骤1.4：关闭脉冲激光器，收集制备的等离子体溶液。

进一步的，所述步骤1.1中的工作参数包括激光波长、脉冲模式、脉冲频率、脉宽和激光器电压。

进一步的，在步骤1.3中，在反应溶液上方通入氩气，防止甲苯溶液燃烧。