脱溶相变制备溴化铅铯发光材料研究

来源 :上海应用技术大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:tanxiaoin2
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以溴化铅铯作为代表的全无机钙钛矿材料具有可调谐的光致发光、高量子效率、长的光载流子寿命和长扩散长度等优异的发光性能,引起了研究人员的广泛关注。钙钛矿量子点的发光性能突出,但其胶体粉末对于水和热的环境稳定性差是限制其应用的原因之一。以高透明度、稳定性高的Li2B4O7材料作为玻璃基质用来封装钙钛矿量子点具有更加良好的稳定性。因此,我们开展了溴化铅铯钙钛矿晶体的生长、量子点玻璃的制备和脱溶相变研究,对所得材料进行表征。主要研究结果如下:1、使用溶剂法生长出毫米级CsPb Br3晶体、片状CsPb2Br5晶体和黄绿色Cs4Pb Br6晶体。并对其进行光学性能的表征测试。CsPb Br3晶体带隙值为2.21 e V,在523 nm处存在较窄的发射峰(半高宽约为30 nm),CsPb2Br5晶体带隙值为3.35 e V,其在560 nm有一条杂质吸收产生的吸收边,在524 nm处存在较为狭窄的发射峰(半高宽约为40 nm),Cs4Pb Br6晶体带隙值为3.6 e V,存在一条因CsPb Br3纳米晶的吸收位于540 nm的吸收边,在526 nm处存在较宽(半高宽大于50 nm)的发射峰,在>340 nm激发波长处具有强而稳定的发射。荧光寿命中CsPb Br3晶体较长τPL=6.7μs;CsPb2Br5晶体τPL=1.1μs;Cs4Pb Br6晶体τPL=1.4μs。这些晶体的生长为脱溶相变制备量子点玻璃做好了准备。2、采用高温熔融法研究了Cs Br-Pb Br2析晶行为和发光特性。不同配比初始配料可以析出CsPb Br3、CsPb2Br5、Cs4Pb Br6相,都呈现出光致发光现象。通过XRD验证,晶体析出规律与相图符合,Pb Br2%在0-0.27区间析出Cs Br、Cs4Pb Br6,Pb Br2%在0.27-0.5区间析出CsPb Br3、Cs4Pb Br6,Pb Br2%在0.5-0.87区间析出CsPb Br3、CsPb2Br5,Pb Br2%在0.87-1.0区间析出Pb Br2、CsPb2Br5,相应的析出相在365 nm激发下发出绿光,其吸收边位于522-554 nm之间,发射峰位于502-524 nm之间,在紫外灯下呈不均匀绿色发光。3、以Li2B4O7作为基质,熔制了不同配比的钙钛矿荧光玻璃。合成好的CsPb Br3小晶粒作为钙钛矿基质,并进行不同时间的退火热处理,实现了从玻璃介质内析出钙钛矿量子点。真空退火后,样品产生不同程度的析晶,呈现出绿光发射;随着退火时间的增长玻璃的析晶程度也逐渐增加,发光强度也增加。随着退火时间的增加,吸收边从354 nm红移至384 nm,退火之后发射峰出现在506-507 nm,这是由于CsPb Br3相在玻璃介质内析出导致的发射峰转移,退火时间对于荧光寿命几乎不产生影响。
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