[发明专利]一种发光波长可调谐的零维钙钛矿纳米晶材料、其制备方法及发光波长调控方法

说明书

本发明提供一种发光波长可调谐的零维钙钛矿纳米晶材料、其制备方法及发光波长调控方法。所述制备方法包括步骤：将CTAB和DMSO混合得到前驱体溶液；将CsBr和PbBr₂分别溶于前驱体溶液中，得到CsBr‑CTAB‑DMSO溶液以及PbBr₂‑CTAB‑DMSO溶液；将两种溶液混合，加入反溶剂二氯甲烷得混合液，混合液中CsBr和PbBr₂总摩尔与CTAB的摩尔比为0.0685‑17:1；搅拌条件下、40‑70℃下反应12‑24h；然后经析晶、洗涤、干燥得到零维钙钛矿纳米晶材料。本发明制备以及调控方法简单，成本低；所制备纳米晶材料的发光波长实现了从450nm到517nm的连续调控。

技术领域

本发明涉及一种发光波长可调谐的零维钙钛矿纳米晶材料、其制备方法及发光波长调控方法，属于光电材料技术领域。

背景技术

金属卤化物钙钛矿材料具有优越的光电响应特性，近年来得到了广泛的研究关注，迄今已在光伏、显示、太阳能电池、激光等领域得到了广泛的应用。

目前，国内外的研究重点大多集中在结构单元在三维尺度呈周期性排布的钙钛矿材料(简称为三维钙钛矿)，但是三维钙钛矿材料的薄膜形态或块体材料通常有严重的荧光淬灭现象，进而影响了其进一步应用。近年来，人们发现低维钙钛矿材料可以克服以上问题，例如零维钙钛矿Cs₄PbBr₆可以发出强烈的绿光，其块体材料的荧光量子产率可高达60％，因此在微纳激光、LED和太阳能聚光器等领域展现了良好的应用前景。

此外，钙钛矿成为备受瞩目的光电材料离不开其自身所具有的带隙可调谐的特性，即可以通过简单的离子交换即改变卤化物的种类来实现从紫外到近红外区域的发光调节。目前研究过程中针对钙钛矿的光学带隙调节方法主要为利用量子尺寸效应和阴离子交换的方法。但是由于零维钙钛矿Cs₄PbBr₆自身具有的高激子结合能所带来的强量子限域效应，使得利用量子尺寸效应调节光学带隙进而调整发光的方法不可行。此外由于目前零维钙钛矿Cs₄PbBr₆发光机理仍尚未明确，所以通过阴离子交换的方式进行调节发光波长也是不可行的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种发光波长可调谐的零维钙钛矿纳米晶材料、其制备方法及发光波长调控方法。本发明制备以及调控方法简单，成本低；所制备纳米晶材料的发光波长实现了从450nm到517nm的连续调控。

本发明的技术方案如下：

一种发光波长可调谐的零维钙钛矿纳米晶材料，所述的纳米晶材料为零维铅基卤化物钙钛矿Cs₄PbBr₆纳米晶，其微观形貌是边长为200-600nm的六面体。

根据本发明优选的，所述纳米晶材料的发光波长可调控；优选的，所述纳米晶材料的发光波长可从450nm到517nm实现连续调控。

上述发光波长可调谐的零维钙钛矿纳米晶材料的制备方法，包括步骤：

(1)将CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)和DMSO(二甲基亚砜)混合得到前驱体溶液；

(2)将CsBr和PbBr₂分别溶于前驱体溶液中，得到CsBr-CTAB-DMSO溶液以及PbBr₂-CTAB-DMSO溶液；

(3)将CsBr-CTAB-DMSO溶液和PbBr₂-CTAB-DMSO溶液混合，加入反溶剂二氯甲烷得混合液，混合液中CsBr和PbBr₂总摩尔与CTAB的摩尔比为0.0685-17:1；搅拌条件下、40-70℃下反应12-24h；然后经析晶、洗涤、干燥得到零维钙钛矿纳米晶材料。