[发明专利]一种离子型大位阻锑化物发光材料的制备方法及其应用

说明书

本发明属于发光材料领域，具体涉及一种离子型大位阻锑化物发光材料及其制备方法和应用。其化学式为C₆₆H₆₀X₃SbCl₆(其中X＝Sb,As,P，优选Sb)。本发明的发光材料在250‑450nm有很宽的激发带，最佳激发峰位于365nm处，可以很好的与商用紫外芯片相匹配，发射出发射峰位于619nm的明亮橙黄色发光。该材料制备方法简单易行、对环境友好，克服了传统铅基钙钛矿材料的毒性和不稳定性；而且此离子型大位阻锑化物发光材料的成本低，反应条件温和，生产周期短，荧光量子产率高，在白光照明和高能射线探测及成像领域具有非常好的发展前景。

技术领域

本发明属于发光材料领域，具体涉及一种离子型大位阻锑化物发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

应用混合钙钛矿材料的发光材料已经成为下一代光传感的强有力的候选者。其中，铅基化合物以其独特而优越的光电性能，无疑是最受欢迎的化合物。尤其是类似于全无机CsPbX₃(X＝Cl、Br、I)这类的钙钛矿材料，在发光领域的潜在应用引了起人们的广泛关注，这主要得益于该材料量子产率高、能带可调、色域范围广以及可溶液加工等优良的光学性能。然而，在无毒性和高性能之间存在着商业化的权衡，铅基钙钛矿的稳定性较差，这表明用无毒元素替代铅，同时带来可媲美铅基钙钛矿材料的光电性能和相对长期的稳定性是必不可少的。

如今越来越多的研究开始关注于采用其他阳离子取代Pb离子用于无铅钙钛矿材料的合成，其他IV类金属如Ge和Sn正在被探索中，但Sn²⁺和Ge²⁺的化学不稳定性给它们的实际应用带来了困难。另外，也有部分研究采用等电子离子取代Pb²⁺，因为MAPbX₃表现出的强光吸收和长载流子寿命被认为与Pb²⁺的⁶s₂⁶p₀电子构型有关。Tl元素也具有毒性，而Sb³⁺和Bi³⁺作为稳定无毒的阳离子，其电子构型与Pb²⁺相同。因此在无铅钙钛矿发光材料的研究中有很好的潜力。

对于锑基钙钛矿发光材料而言，具有全无机锑基钙钛矿材料和有机无机杂化的钙钛矿材料两种构型，其中全无机锑基钙钛矿发光材料量子效率高，价态稳定，列如2020年发表在《Chemistry of Materials》上的Cs₂MInCl₆:Sb³⁺(M＝Na、K)锑基钙钛矿发光材料(Agnieszka Noculak,Viktoriia Morad,Kyle M.McCall,Sergii Yakunin,YevhenShynkarenko,Michael and Maksym V.Kovalenko Chemistry of Materials 202032(12),5118-5124)，但Cs，Na，K元素导致材料易受到水分影响，容易潮解。而有机无机杂化的锑基钙钛矿发光材料同样具有极高的量子效率和稳定的化学结构，如何在有机无机杂化的体系中寻找到一种结构有序，刚性强，不含结晶水，可用于探测显示的锑基钙钛矿发光材料，具有非常重要的科学意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种量子效率高、化学结构稳定，结构有序刚性强，拥有较好热稳定性的一种离子型大位阻锑化物发光材料的制备方法及其应用。

一种离子型大位阻锑化物发光材料，其特征在于，化学式为C₆₆H₆₀X₃SbCl₆(其中X＝Sb,As,P，优选Sb)。

本发明的发光材料在紫外到蓝光区域(250-450nm)有很宽的激发带，最佳激发峰位于365nm处，可以很好的与商用紫外芯片相匹配，发射出发射峰位于619nm的明亮橙黄色发光，发射峰的半峰宽为133nm。