[发明专利]一种有机无机杂化铋碘阴离子簇基半导体材料

摘要

本发明公开了一种有机无机杂化铋碘阴离子簇基半导体材料及其制备方法。所述有机无机杂化半导体材料，其分子结构式为(MV)2(Bi4I16)，式中MV为带两个单位正电荷的有机阳离子甲基紫精，该材料中的(Bi4I16)阴离子则是三价铋离子和碘离子配位构成的四核簇结构阴离子。通过碘化铋与甲基紫精碘化物的溶液发生配位反应，方便且廉价地制备获得了半导体性能和热稳定性能良好的有机无机杂化半导体材料，其禁带宽度适中、热稳定性好，可将其应用于光电子材料技术领域。

主权项

1.一种有机无机杂化铋碘阴离子簇基半导体材料的制备方法，所述半导体材料的结构式为(MV)2(Bi4I16)，式中MV为带两个单位正电荷的有机阳离子甲基紫精，其结构如式(I)：所述半导体材料的晶体为三斜晶系，P‑1空间群，晶胞参数为α＝105.51(3)°，β＝113.08(3)°，γ＝96.63(3)°，Z＝2，D_C＝3.776g/cm³，材料的晶体颜色为深红色；所述半导体材料的结构表现为离子型有机无机杂化结构，其中阳离子为带两个单位正电荷的孤立的紫精阳离子，而阴离子则是三价铋离子和碘离子配位构成的四核簇结构阴离子，每个簇阴离子带四个单位负电荷，与两个紫精阳离子匹配，整个结构达到电荷中性，材料的簇阴离子中铋离子都采用BiI₆八面体型配位模式，而16个碘离子中有10个采用端基配位模式，另外4个采用μ₂桥基、2个采用μ₃桥基配位模式联结相邻的铋离子；所述半导体材料的分子结构如式(II)：所述有机无机杂化半导体材料的制备方法，其方法包括以下步骤：(1)室温下将碘化铋固体粉末溶解在丙酮中，得澄清溶液A；(2)室温下将甲基紫精碘化物的固体溶解在水中，得澄清溶液B；(3)将所述溶液B加入溶液A中，立刻形成浑浊，加料完成后继续搅拌反应半小时，形成大量晶体产物，过滤析出晶体，再用水和乙醇分别洗涤两次，真空干燥，最后得到大量深红色晶体即为所述杂化材料目标产物。