[发明专利]一种具有线偏振发光特性的钙钛矿量子片的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有线偏振发光特性的钙钛矿量子片的制备方法。该方法使用水或正己烷为溶剂，将前驱体溶液直接低温冷冻至过饱和析出钙钛矿量子片。调控表面配体实现钙钛矿材料的自组装，以获得所述超小钙钛矿量子片发光材料。该方法获得的钙钛矿量子片尺寸均匀，制备工艺简单，制备的量子片线偏振性优异。本发明提供的基于线偏振发光的钙钛矿量子片的制备方法操作简单，为钙钛矿线偏振发光领域提供了全新的解决方案和研究思路。

技术领域

本发明属于铅卤化物钙钛矿纳米晶的制备领域，具体为一种具有线偏振发光特性的钙钛矿量子片的制备方法。

背景技术

铅卤化物钙钛矿纳米晶具有高的光致发光量子产率、窄的发射光谱、可调的光学带隙 (调节卤素成分)及优异的载流子传输性能，使其在光电器件中具有极大的潜力应用，如发光二极管、激光器、探测器、防伪以及太阳能电池等领域。

钙钛矿纳米晶的性能极大受限于其形貌特征，因此钙钛矿的形貌控制成为了钙钛矿领域的一个主要研究问题。由于二维材料其本身的低对称性结构和各向异性，本身便具有对偏振光敏感的特性，与大尺寸的对称纳米晶相比，小尺寸的钙钛矿量子片片由于其尺寸效应展现出了不同于其他材料的特殊物理化学性质，例如表面效应，小尺寸效应，量子尺寸效应，宏观量子隧道效应等。因此，利用小尺寸的钙钛矿量子片材料可以获得具有偏振特性的发光，将量子片材料应用于液晶显示装置中时，可以直接去掉偏光片。

目前，最常用的制备钙钛矿纳米晶的方法是热注入法，室温重结晶法、超声法等方法，此类制备纳米片的方法通常需要高温、高压的环境，能耗较高，但是这些方法均需要在有机溶剂中进行，工艺复杂且不环保，并且利用传统的方法制备出的纳米片纯度不高，尺寸可控性不强。

发明内容

基于上述现有技术，本发明提出了一种具有线偏振发光特性的钙钛矿量子片及其制备方法。

实现本发明的技术解决方案为：一种具有线偏振发光特性的钙钛矿量子片的制备方法，具体步骤为：

A)采用一价阳离子卤化物、卤化铅、配体和溶剂形成钙钛矿量子片前驱液；

B)将步骤A)得到的钙钛矿量子片前驱液低温快速冷冻，直到冷冻的固体在紫外灯下出现荧光；通过真空干燥机对冷冻后的固体进行干燥，得到钙钛矿量子片粉末；

C)将B)所得的钙钛矿量子片粉末分散于己烷或甲苯中，进行离心并保存上清液，得到钙钛矿量子片分散液。通过将干燥粉末分散在己烷或甲苯中，能够离心去除掉较大尺寸的钙钛矿晶体。

优选地，所述一价阳离子卤化物为卤化铯、卤化甲胺或卤化甲咪中任意一种。

优选地，钙钛矿量子片分散液中的钙钛矿量子片具有线偏振发光性能且所述钙钛矿量子片尺寸为5纳米。

优选地，将钙钛矿量子片前驱液在液氮或液氦中进行快速冷冻。

优选地，一价阳离子卤化物、卤化铅、配体和溶剂的具体要求为一价阳离子卤化物、卤化铅的摩尔比为1:1-3:1，表面配体与卤化铅的摩尔比为1:1-10:1，溶剂应保证溶解一价阳离子卤化物、卤化铅和表面配体。

优选地，将步骤B)得到的钙钛矿量子片粉末分散于己烷或甲苯中8000-10000rpm离心10min，上清液即为提纯的钙钛矿量子片分散液。

优选地，所述表面配体为离子型表面配体、两性表面配体、非离子中的一种或任意几种的组合。

优选地，所述卤化铅中的卤素选自于氯、溴、碘中的一种或任意几种的组合。

优选地，对钙钛矿量子片分散液进行透射电子显微镜、紫外可见光吸收和发光光谱的表征，获得微观的量子片的形貌结构和光学特性。