[发明专利]一种制备CsPbBr3

说明书

本发明公开一种制备CsPbBr₃钙钛矿纳米线的方法，具体而言，将CsPbBr₃钙钛矿纳米晶体在一定的温度下通过物理搅拌法制备CsPbBr₃钙钛矿纳米线，通过控制搅拌时间得到不同宽度的纳米线。本发明通过物理搅拌CsPbBr₃钙钛矿纳米晶体制备CsPbBr₃钙钛矿纳米线，控制搅拌时间即可生成不同宽度的CsPbBr₃钙钛矿纳米线，方法简单可操作性强；本发明方法可制备超长的CsPbBr₃钙钛矿纳米线；本发明制备的CsPbBr₃钙钛矿纳米线可形成网状结构以及超细纳米线组成的致密网，结构稳定，相比不搅拌的纳米粒子寿命更长。

技术领域

本发明涉及纳米发光材料领域。具体涉及一种制备CsPbBr₃钙钛矿纳米线的方法。

背景技术

CsPbX₃钙钛矿材料的晶粒大小、维度和形貌等对材料的光电性质有很大的影响。目前报道合成CsPbX₃纳米结构的方法主要为高温热注入法，它能够通过调控反应前驱物、反应温度和时间、不同配体获得不同尺寸、不同形貌的纳米结构(纳米片、纳米棒、纳米线、纳米球等)在不同形态的钙钛矿中，纳米线由于具有纳米尺度的直径和微米尺度的长度表现出一些独特的性质(Proc.Natl.Acad.Sci.2017,114,7216-7221)。首先，将这些结构的径向尺寸缩小到固态现象的特征尺度以下时，比如：激子玻尔半径、光的波长、声子平均自由程、磁畴的临界尺寸、激子扩散长度等，其物理化学性质都会发生明显的改变；其次，纳米线的二维约束赋予纳米线独特的性能，这些特性与它们相应的块体材料有很大差别；最后，纳米线较大的长宽比关系到它们的技术应用，使得电子、光子和声子等沿统一方向传播。一般CsPbX₃纳米材料主要以合成CsPbBr₃为主，其他组分CsPbX₃不易直接制备获得，可以通过阴离子置换获得其他组分CsPbX₃。因此，CsPbBr₃纳米线的合成与性质研究对于半导体纳米材料的应用具有重要意义。

对于CsPbBr₃纳米线的合成和量子限域效应的研究工作仍然面临着许多挑战。比如Manna等虽然报道了通过调节配体和实验条件合成不同宽度的纳米线(3.4-23nm)，纳米线从强量子限域效应到无量子限域效应(Chem.Mater.2016,28,6450-6454)，但是传统的热注入路线实验过程繁琐，反应时间以及成核速度难以控制，以至于不同批次产物可比性不高，这在一定程度上限制了CsPbBr₃纳米线的量子限域效应的研究。另外，Polavarapu等虽然通过声波处理法一步合成CsPbBr₃纳米线，但是难以调节其尺寸，且长度只有几百纳米(Angew.Chem.Int.Ed.201707224)。Stratakis等通过室温过饱和结晶制备了直径为2.6nm的超细CsPbBr₃纳米线，但是产物光学性质并不理想，需要高温处理才能获得较好的荧光量子效率(Nanoscale 2017,9,18202-18207)。因此，CsPbBr₃纳米线的合成方法还有待进一步的改进。

发明内容