【摘 要】
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近年来,三维有机无机杂化钙钛矿材料因具有优异的光电性能,在太赫兹调制器领域受到广泛关注。然而,由于其环境稳定性较差,导致应用范围受到严重限制。二维Ruddlesden-Popper（RP）型有机无机钙钛矿是在传统三维钙钛矿无机层堆垛的空隙中,插入具有疏水性的有机胺离子,既提高了环境稳定性,也具有良好的光电特性和广泛的应用前景。本文采用旋涂法制备二维（RP）型有机无机杂化钙钛矿薄膜,对其太赫兹特性和
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近年来,三维有机无机杂化钙钛矿材料因具有优异的光电性能,在太赫兹调制器领域受到广泛关注。然而,由于其环境稳定性较差,导致应用范围受到严重限制。二维Ruddlesden-Popper（RP）型有机无机钙钛矿是在传统三维钙钛矿无机层堆垛的空隙中,插入具有疏水性的有机胺离子,既提高了环境稳定性,也具有良好的光电特性和广泛的应用前景。本文采用旋涂法制备二维（RP）型有机无机杂化钙钛矿薄膜,对其太赫兹特性和超快特性进行了系统地研究和分析,并获得了相关的光电参数和电磁特性。主要研究内容包括:首先,通过一步旋涂法制备2D钙钛矿（PEA）2（MA）2Pb3I10薄膜,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光吸收光谱以及光致发光等表征技术,探究了反溶剂和退火等重要工艺参数对薄膜性能的影响;在此基础上,并对二维钙钛矿的稳定性进行研究,与三维钙钛矿材料相比,发现二维钙钛矿环境稳定性获得明显改进和提升。其次,采用太赫兹时域系统,对基于石英衬底与硅衬底的2D钙钛矿薄膜太赫兹特性进行探究。测试结果发现:基于石英衬底的2D钙钛矿薄膜在0.5-1.5THz的频率范围内,可实现10%的调制深度;而基于硅衬底的2D钙钛矿薄膜在0.5-1.3THz范围内可实现30%的调制深度。利用测试的透射谱,提取钙钛矿的相关光学参数和电学参数,如折射率、电导率等。最后,采用光泵浦太赫兹探测系统测试二维钙钛矿薄膜的超快弛豫过程。利用e指数公式对载流子弛豫过程进行拟合,研究和分析载流子弛豫机制和通道。分析结果发现:早期复合过程τ1是由热载流子贡献的,τ2主要受激子复合影响,τ3主要是缺陷辅助复合;另外,采用Drude-Smith模型拟合了不同弛豫时间下二维钙钛矿的光电导,获得相关的电学参数。
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