无机钙钛矿量子点合成和激子发光研究文献综述

 2022-11-27 16:10:48

文 献 综 述

摘要:近年来,在各类光电材料中,钙钛矿量子点以优异的性能脱颖而出。相对于有机-无机杂化钙钛矿量子点,全无机钙钛矿量子点(IPQDs)的稳定性更高。本文主要介绍了无机钙钛矿量子点的特性以及制备所用的常用方法,以及钙钛矿材料的发光原理。

关键字:钙钛矿量子点 溶液法 钙钛矿发光二极管

(一)无机钙钛矿量子点概述

量子点是一种低维半导体材料,通过对这种纳米半导体材料施加一定的电场或光压,它们便会发出特定频率的光,而发出的光的频率会随着这种半导体的尺寸的改变而变化,因而通过调节这种纳米半导体的尺寸就可以控制其发出的光的颜色。由于这种纳米半导体拥有限制电子和电子空穴(Electron hole)的特性,这一特性类似于自然界中的原子或分子,因而被称为量子点。

量子点通常尺寸小于100nm且存在量子限域效应——即对于零维半导体材料,当其自身粒径小于激子玻尔半径时,连续的能带结构变为分立的能级结构的现象。而量子点的比表面积随粒径的减小而增大,导致其表面缺陷增多,即表面效应。除此之外量子点还具有量子隧道效应——微观粒子的能量低于势垒高度时,微观粒子仍然可以越过势垒的现象;介电限域效应——米微粒分散在异质介质中由于界面引起的体系介电增强的现象,主要来源于微粒表面和内部局域场强的增强。

钙钛矿是指具有ABX3型晶体结构(结构示意图如图1),由卤素八面体共顶点连接组成体心立方结构的一类材料(A位为一价阳离子,常见的如CH3NH3 和Cs ;B位为金属离子,常见的如 Pb2 ,Sn2 ;X位为卤族元素)。钙钛矿光伏材料可按A 位阳离子的属性进行分类,其中由有机阳离子(甲胺(CH3NH3 ,MA )、甲脒(NH2CH=NH2 ,FA )等)组成的称为有机无机杂化钙钛矿;由无机阳离子 (Cs ,Rb 等) 组成的称为全无机钙钛矿。

图1. 无机卤素钙钛矿结构示意图

(二)全无机钙钛矿量子点(IPQDs)的制备

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