Please wait a minute...
图/表 详细信息
反溶剂法快速合成高效发光二维锡卤钙钛矿材料
刘瑶, 邓正涛
高等学校化学学报    2021, 42 (12): 3774-3782.   DOI:10.7503/cjcu20210358
摘要   (1737 HTML41 PDF(pc) (2075KB)(424)  

铅卤钙钛矿材料由于其优异的光电性质而受到了广泛关注. 但是, 材料中铅的毒性问题极大地阻碍了其大规模应用. 因此, 寻找与铅卤钙钛矿具有相似光电性质的非铅卤化物钙钛矿材料十分重要. 其中, 锡基卤化物钙钛矿被认为是铅基钙钛矿材料最佳的替代材料之一. 本文通过简便的反溶剂方法, 合成了一系列新型二维(RNH3)2SnX4(R为烷基链, X=Br-, I-)钙钛矿材料. 研究结果表明, 所合成的材料具有优异的荧光发射性质, 发光量子效率高达98.5%, 比三维ASnX3[A=Cs+, 甲胺(MA+), 甲脒(FA+)等]型钙钛矿表现出更好的稳定性. 本文所采用的合成方法简单易行, 有利于实现金属卤化物钙钛矿材料的大规模合成及在固态照明器件和显示器件领域的工业应用.



View image in article
Fig.4 Photographs of the C4 and C8 colloidal suspension under room(A1) and UV light(A2), UV?absorption(a), PL emission(b) and PL excitation(c) spectra of C4(B1) and C8(B2) and (αhυ)2? plots of C4(C1) and C8(C2)
正文中引用本图/表的段落
为了简便起见, 在下文讨论中采用C4, C8分别代替(C4H9NH32SnBr4和(C8H17NH32SnBr4钙钛矿. 采用XRD对样品的晶体结构进行表征, 图1(A)为样品的XRD谱图. 可以看到, C4和C8都具有周期性排布的衍射峰, 符合2D钙钛矿的特征[15,16]. 经布拉格方程2dsinθ=计算, C4和C8的晶面间距(d)值分别为1.51 nm和2.46 nm[17]. 在2D (RNH32SnBr4钙钛矿的晶体结构中, [SnBr6]-呈层状排列, 有机胺链作为保护层将[SnBr6]-八面体间隔开[14].
图4(A1)和(A2)为C4和C8的己烷胶体溶液在室内正常光照(A1)和365 nm紫外光照射(A2)下的光学照片, 可以看到C4和C8均具有强黄色荧光. 图4(B1)和(B2)为C4和C8的紫外吸收光谱图(UV)、 荧光发射光谱图和激发光谱图. C4和C8均表现出宽的荧光发射, 半峰宽约为118 nm, 发射峰分别位于598 nm和600 nm处. C4的激发峰和吸收峰位置分别为351 nm和360 nm, C8的激发峰和吸收峰位置分别为330 nm和341 nm. (αhν)2-关系曲线[图4(C1)和(C2)]表明, C4和C8均为直接带隙材料, 经计算, 其带隙(Eg)分别为3.246 eV(C4)和3.172 eV(C8). 二者均具有大的斯托克斯位移, 分别为238 nm(C4)和259 nm(C8). 由于C4和C8的胺链长度不同, [SnBr6]-八面体发光中心将产生不同的瞬态弹性晶格畸变, 导致二者的发射峰和吸收峰位置有所差异[20].
本文的其它图/表