CsPbBr3钙钛矿结构量子点的制备及其发光性质的研究(2)

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3.1 X 射线衍射（XRD）测试分析 15

3.2 紫外-吸收光谱测试分析 19

3.3 紫外-发射光谱测试分析 20

3.4 色度坐标分析 24

3.5 透射电子显微镜形貌分析 25

4 结论与展望 27

4.1 结论 27

4.2 研究与展望 27

致谢 29

参考文献 30

1 绪论

1.1 引言

CsPbBr3 钙钛矿结构量子点是当下涌现出的一种热门的无机发光新材料，具有优越的光电化学性质和独特的结构，在光学仪器、激光显示、生物医学、公共安全等领域具有巨大应用潜力。传统的量子点研究主要集中在经典的镉基化合物半导体量子点材料上，一般采用厚核壳结构，制备工艺比较复杂，将来工业化生产可能面临价格、成本、环境问题等挑战，并且经典的量子点材料的专利被其他公司垄断。尤其是近些年来，由于具有低成本、载流子迁移率高、光吸收系数大等特点的有机-无机杂化钙钛矿(CH3NH3PbX3, X = Cl, Br, I) 材料的快速发展，并在太阳能电池领域表现出优越的潜力，使得量子点的研究更加深入，新的研究课题不断被提出。而且有机-无机杂化钙钛矿(CH3NH3PbX3, X = Cl, Br, I)材料存在大量的本征缺陷，使得荧光量子效率通常很低(<20%)，限制了其在电致发光、激光、显示等领域中的应用，所以为了改变现状对于新兴无机钙钛矿量子点的研究不断深入。其中由于热注入法对设备的要求相对较低，操作简单，各种形貌的量子点可控，已成为量子点合成的主要方法。所以本文也是采用热注入方法通过改变实验反应物质离子比例，控制其他反应条件不变，来合成量子点，得到结晶程度高，形貌规则，分散性均匀的全无机钙钛矿铯铅卤量子点（CsPbX3，X=Cl，Br，I），探讨反应物质离子比例对其发光性能，形貌特征的影响，从而进一步实现更大范围内尺寸和组成成分的可调控，最终成功达到光的颜色的控制。

1.2 CsPbBr3 钙钛矿结构量子点的结构及其发光机理

1.2.1 CsPbBr3 钙钛矿结构量子点的结构

CsPbX3 的晶体结构与 CH3NH3 PbX3 类似：Br 和 Pb 形成了 PbBr6 对称的正八面体，在图.1 中 Cs+分布在各个小正方体顶点。CsPbX3 在常温下有四方、正交和立方晶系，在高温下会转变成立方晶系。合成的量子点都是立方晶系的，用 X 射线衍射的结果可以证明。此外，在实验中可以通过反应温度来实现量子点大小的控制，并且随着反应温度的升高，量子点的粒径越大[1]。但不影响量子点主体的基本生长。论文网

1.2.2CsPbBr3 钙钛矿结构量子点发光机理在特定的光照条件下，光子会被量子点吸收，而电子吸收能的价带将会被激发，形成

引导带，并在价带上形成空穴。电子可以转置在导带上并与空穴再次复合并且发射出光子，或者掉落到材料中更深的陷阱孔洞中，从而致使大部分的电子以非辐射的方式熄灭。

在激发态的电子过渡回到导带和孔复合物时，最终归纳为 3 种情况[3]：1.激子发光由直接重组得方式产生 2.由表面缺陷状态间接复合得到，激子与表面空间和原子等表面状态结合形成光的表面状态。3.通过杂质水平的复合发光。

CsPbBr3 钙钛矿结构量子点的结构图[