[发明专利]一种钙钛矿CsPbCl3

说明书

一种钙钛矿CsPbCl₃/CsPbI₃异质结纳米线及其制备方法，属于半导体材料制备技术领域，可解决现有制备方法在一维半导体异质结生长方向存在阻碍的问题，本发明生长CsPbCl₃/CsPbI₃异质结纳米线使用可控双温区管式炉，使用大管套小管式生长模式，本发明利用了改变蒸发源的材料来改变沉积材料的种类的技术，同时利用了精确控制压强、生长温度、气流大小以及隔离时间，生长出了CsPbCl₃/CsPbI₃异质结纳米线。本技术具有易操控、成本低、产量高等优点。

技术领域

本发明属于半导体材料制备技术领域，具体涉及一种钙钛矿CsPbCl₃/CsPbI₃异质结纳米线及其制备方法。

背景技术

纳米科技是当前世界各国科技研究的主要内容之一，纳米技术是一门交叉性很强的综合学科，研究的内容涉及现代科技的广阔领域，并且纳米技术的研究和应用主要在材料和制备、微电子和计算机技术、医学与健康、航天和航空、环境和能源、生物技术和农产品等方面。用纳米材料制作的器件重量更轻、寿命更长、成本更低、性能更优。纳米材料，以其优越的物理和化学性质，引起了科学界和学术界的广泛关注，尤其在新型纳米器件中，纳米材料展现出重要的研究价值和宽阔的前景。

一维半导体纳米结构，如线、管、带和棒，是新型微纳光电器件的基本构建单元。尤其是半导体纳米线，不仅具有较为独特的物理结构，同时具备独特的电学性质，因此在过去几十年内吸引力广大研究人员的密切关注。由于其独特的性质，将在光伏器件、纳米激光器、光探测器、发光二极管、光学逻辑运算器件等设计制备中具广阔的应用价值。例如，光伏器件中，作为空穴传输层可以大大提高光子的吸收率；在纳米激光器中，可作为理想的谐振腔，使增益介质全部位于单个物理体内，可以产生低阈值激光。由于一维结构纳米线，具有高的体表面积比、长载流子传输距离和高的光电转化效率，因此是构建新型纳米器件的重要组成部分。

在纳米材料，纳米器件发展日趋成熟的今天，对于纳米器件的多样化、小型化和多功能化提出了不小的挑战，具有异质结构的半导体纳米线作为半导体纳米线的一个重要分支，是实现器件在这些方面突破的重要基础。异质结纳米线，是一种带隙可调控的一维纳米材料，是在轴向方向，材料的带隙会发生改变的一维纳米材料。半导体的带隙发生改变，意味着半导体的吸收波长、发射波长和载流子运动在内的物理性质会发生变化，从而实现器件的多功能化。自然界中半导体的带隙有限而且不连续，在一定程度上限制了这些半导体纳米材料的应用，但随着纳米生长技术的发展，实现梯度能隙半导体纳米结构（纳米线）已成为可能。但是，生长出具有清晰界面的半导体异质结纳米线，仍然面临巨大挑战。

关于CsPbCl₃/CsPbI₃异质结纳米线的研究，在现有文献中还未见报道。

申请号2014100719607，一种半导体CdS/CdSSe异质结纳米线及其制备方法，公开了一种化学气相沉积一维半导体CdS/CdSSe异质结纳米线的制造方法，制备过程中利用一套反应源移动装置，需要将固体粉末源材料依次替换经过高温蒸发取液，通过严格控制每阶段生长温度，生长时间，在反应源材料的替换过程中引入隔离时间来排空前一步反应的残余蒸汽，为异质结不同阶段的生长提供一个洁净的环境，但是，该方法存在以下缺陷：生长CdS/CdSSe异质结纳米线时，使用的是单温区管式炉，由于单温区管式炉在沉积位置温差较大，导致沉积量过多，沉积速度过快，使衬底上形成各种各样的沉积物；生长CdS/CdSSe异质结纳米线使用的是单根石英管；生长CdS/CdSSe异质结纳米线时，由于温度骤降过快，沉积范围窄，衬底无法大距离选择位置。

发明内容