[发明专利]等效配体合成高效稳定全无机卤素钙钛矿量子点闪烁体的方法

说明书

本发明公开了一种等效配体合成高效稳定全无机卤素钙钛矿量子点闪烁体的方法，属于无机半导体发光材料的制备技术领域。所述方法包括如下步骤：配制四辛基溴化铵前驱体溶液的配制；在惰性气体条件下，将碳酸铯、醋酸铅、十八烯和1，4‑十二烷基苯磺酸搅拌加热反应至形成透明前驱体溶液；将四辛基溴化铵的前驱体溶液快速加入上述透明前驱体溶液中进行反应，得量子点溶液；将乙酸乙酯加入量子点溶液进行提纯，并将离心后的沉淀分散于甲苯溶液中。将PMMA的甲苯溶液与量子点溶液混合，得到胶状钙钛矿量子点。将量子点滴在清洗干净的玻璃基板上涂布成膜。本发明制备的无机卤素钙钛矿量子点经过多次纯化仍可以保持高量子效率和稳定性。

技术领域

本发明属于无机半导体发光材料的制备技术领域，具体涉及一种等效配体合成高效稳定全无机卤素钙钛矿量子点闪烁体的方法。

背景技术

全无机卤素钙钛矿量子点(CsPbX₃，X＝Cl,Br,I)由于其高量子效率、窄发射、较高的载流子迁移速率及广色域等特点，使其在发光二极管、激光器、光探测器、太阳能电池等领域有着广泛的应用。然而，全无机钙钛矿量子点是一种离子型晶体材料，量子点表面配体的结合属于高度动态的过程，在分离和纯化过程中容易造成配体的缺失，从而导致发光效率和稳定性下降。因此，开发一种等效配体合成高效稳定全无机卤素钙钛矿量子点闪烁体的方法，可以更好的吸收X射线转换成可见光发射，从而实现对X射线的高效检测。

目前，油酸和油胺配体合成的钙钛矿量子点由于其质子化作用和多次纯化过程导致量子点的稳定性下降和荧光效率降低，这将严重制约半导体器件的发展。为了解决钙钛矿量子点稳定性的问题，一部分科研工作者采用无机盐(ZnBr₂、NH₄Br、AlO_x等)(Chem.Mater.2017,29,7088-7092；Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,10696-10701)、有机物(TOPO、PMMA、APTES等)表面钝化和TMOS/TEOS等表面包覆提高钙钛矿量子点的发光效率和稳定性(ACS Nano 2018,12,8,8579-8587)。另一部分研究者采用无胺化体系合成钙钛矿量子点(Adv.Funct.Mater.2016,26,8757–8763)。一方面，这个无胺体系可以避免油酸和油胺之间的质子转移，减少表面配体的损失，从而提高钙钛矿量子点的稳定性。另一方面，大部分的油酸配体吸附在量子点的表面，形成大量的不完整铅溴八面体，从而导致溴空位，这将导致钙钛矿量子点量子效率的降低。针对平衡稳定性和量子效率的问题，迫切需要一种强结合的酸性配体以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，而提供一种等效配体合成高效稳定全无机卤素钙钛矿量子点闪烁体的方法，该方法既可以提高钙钛矿量子点的稳定性，又保留了高量子效率。同时，得到的闪烁体具有探测效率高、分辨时间短、使用方便、适用性广等特点。

本发明采用如下技术方案：

等效配体合成高效稳定全无机卤素钙钛矿量子点闪烁体的方法，包括如下步骤：

步骤一：四辛基溴化铵前驱体溶液的配制：将四辛基溴化铵加入有机溶剂中，加热并搅拌至形成透明溶液，即得四辛基溴化铵的前驱体溶液；

步骤二：在惰性气体条件下，将碳酸铯、醋酸铅、十八烯和1，4-十二烷基苯磺酸依次加入反应容器中，脱气，搅拌加热反应至形成透明前驱体溶液，待反应温度稳定；

步骤三：将步骤一所得四辛基溴化铵的前驱体溶液快速加入步骤所得透明前驱体溶液中，反应后立即降温继续搅拌反应，得全无机卤素钙钛矿量子点溶液；

步骤四：将乙酸乙酯加入步骤三所得全无机卤素钙钛矿量子点溶液中，离心收集沉淀，分散在甲苯中，再次离心收集量子点的甲苯溶液；

步骤五：用乙酸乙酯和甲苯再次纯化量子点，重复步骤四所述过程，得到不同纯化次数的量子点溶液。