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水和二甲基亚砜协同改善Cs4PbBr6纳米晶的光学性能

2021-09-07石子宽杨宇林良武

粉末冶金材料科学与工程 2021年4期

石子宽,杨宇,林良武

水和二甲基亚砜协同改善Cs4PbBr6纳米晶的光学性能

石子宽,杨宇,林良武

(中南大学 轻质高强结构材料重点实验室,长沙 410083)

采用以丙酮、油胺(OM)和油酸(OA)为前驱体,水和二甲基亚砜(DMSO)为辅助剂的配体辅助再沉淀法,制备高发光、稳定的Cs4PbBr6纳米晶。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、漫反射吸收光谱、荧光光谱、和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析水和二甲基亚砜对Cs4PbBr6光学性能的协同影响机理。结果表明,水和二甲基亚砜的引入可以完全占据铅离子的空位,使溴离子更容易嵌入位点,从而促进结晶;二者协同作用能有效促进配体与Cs4PbBr6表面相结合,从而优化钝化效果;同时,可以促使Cs4PbBr6纳米晶基体中产生Cs4Pb- Br6/CsPbBr3的镶嵌结构,极大地改善了Cs4PbBr6纳米晶的光学性能。

Cs4PbBr6纳米晶;Cs4PbBr6/CsPbBr3;水;二甲基亚砜;钝化效应

2016年,CHEN等[1]和SAIDAMINOV等[2]报道了具有强而稳定的绿色光致发光(PL)的Cs4PbBr6粉末。不久之后,第一批关于Cs4PbBr6纳米晶体(NCs)的报道随即出现[3−4]。与CsPbBr3相比,Cs4PbBr6具有更好的稳定性,如防潮、耐热等。此外,Cs4PbBr6与其它类型铅基钙钛矿一样属于离子晶体,因此在遇到强极性的水时易分解。但是研究发现在合成过程中少量水不仅不会使Cs4PbBr6的光学性能下降,反而会显著改善其光致发光量子产率。ZHOU等[5]使用水/二甲基亚砜/二甲基甲酰胺体系合成了Cs4PbBr6,其中水的引入可以有效地解决Cs+离子的溶解问题,并且产物产率高达73%,光致发光量子产率高达76%。WANG等[6]采用溶液法制备了Cs4PbBr6纳米晶,其研究结果表明水提供的羟基能与Cs4PbBr6基体形成缺陷能级,从而改善光学性能。……

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