[发明专利]一种二维氧化物原位钝化钙钛矿单晶表面的方法

说明书

本发明提供了一种二维氧化物原位钝化钙钛矿单晶表面的方法。本发明钝化方法具体为：(1)在载体上生长钙钛矿单晶；(2)加热镓铟锡合金至液态，并加入改性金属改善液态合金特性，静置形成自限性薄氧化层；(3)将步骤(1)载有钙钛矿单晶的载体浸入步骤(2)的液态铟锡合金中，使得自限性薄氧化层覆盖所述钙钛矿单晶表面，完成二维氧化物原位钝化。本发明所述二维Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;材料可以显著得减少钙钛矿晶体表面多晶化对其晶体质量造成的影响，并可对钙钛矿晶体起到明显的钝化作用，使得钙钛矿晶体表面缺陷密度降低，提高晶体的物理、电学、光学性能。

技术领域

本发明属于晶体表面处理技术领域，尤其是指一种二维氧化物原位钝化钙钛矿单晶表面的方法。

背景技术

近年来，钙钛矿材料由于制备简单、载流子寿命长、电学性能佳等优势广受关注。其中，单晶钙钛矿是制备高性能光学、电学器件的理想材料，而单晶的表面质量对其光学、电学性能影响颇大。常规方法生长的钙钛矿晶体易在晶体表面产生表面多晶化现象，且缺乏一种有效的钝化方法，这些缺点极大地影响了单晶的表面质量，也限制了钙钛矿单晶的应用和发展。

发明内容

为了解决现有的技术问题，提高钙钛矿晶体的表面质量，避免单晶表面的多晶化现象并对其钝化，本发明提供了一种使用二维Ga₂O₃材料钝化钙钛矿单晶表面的表面处理方法，该方法可显著提高钙钛矿单晶的表面状况，有效避免钙钛矿晶体表面多晶化现象，钝化钙钛矿晶体表面以降低晶体表面缺陷密度、提高晶体硬度，从而达到提高晶体物理、电学、光学性能的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种二维氧化物原位钝化钙钛矿单晶表面的方法。

一种二维氧化物原位钝化溶液法钙钛矿单晶表面的方法，包括以下步骤：

(1)在载体上生长钙钛矿单晶；

(2)加热镓铟锡合金至液态，并加入改性金属改善液态合金特性，静置形成自限性薄氧化层；

(3)将步骤(1)载有钙钛矿单晶的载体浸入步骤(2)的液态铟锡合金中，使得自限性薄氧化层覆盖所述钙钛矿单晶表面，完成二维氧化物原位钝化。

在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述钙钛矿单晶分子式为ABX3，其中A为MA、FA或Cs；MA为CH₃NH₃⁺；FA为CH₅N₂⁺

B为Pb或Bi；

X为Br或I。

在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述载体为硅片或石英玻璃片。

在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述改性金属选自Al、Hf、Cd、Au和Ag中的一种或多种。

在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述改性金属质量占镓铟锡质量分数的0.5％～2％。

在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，静置时间20-60min。

在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述加热温度为30-80℃。

在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，在30-80℃中进行。

在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，浸入时间为30-60s。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的利用二维Ga₂O₃材料避免钙钛矿单晶表面多晶化现象及对其进行钝化属于本发明首次提出。