锰掺杂全无机钙钛矿量子点的制备及其特性研究

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全无机钙钛矿量子点具有很多的优点,包括高量子效率,可以通过低成本的溶液法制备,发光可以通过卤素的调节从而覆盖整个可见光谱等。由于这些优异的特性,全无机钙钛矿量子点在光电器件尤其是低成本照明和显示领域取得巨大的成功。但是由于其含有毒的铅,阻碍了其进一步的商业化运用。锰掺杂全无机钙钛矿在降低其毒性的同时,具有双峰发射等优异的新光学特性,得到研究人员的重视。但是目前所使用的热注入合成法往往需要严格的氮气保护以及较高的合成温度。本论文通过设计一种非热注入,大产率的方法合成了CsPbxMn1-xCl3量子点和CsPbxMn1-xBryCl3-y量子点。这种非热注入法可以在空气中直接合成,且所需的温度较低。本文主要工作如下;(1)利用Pb(CH3COO)2代替PbCl2。研究了不同的合成温度,不同的铯源前驱体,以及不同MnCl2和Pb(CH3COO)2投料比对于CsPbxMn1-xCl3量子点形貌,发光,量子效率的影响。研究结果表明,合成的量子点的发射光谱具有两个发射峰,一个较弱的发射峰位于400nm附近,另外一个由锰掺杂引起的发射峰位于600nm附近。在通过非热注入法合成锰掺杂全无机钙钛矿量子点过程中,乙酸铯作为铯源前驱体,合成的量子点的质量好于碳酸铯作为铯源前驱体。合成的最佳温度为100°C,氯化锰和醋酸铅的最佳投料比为7:3。不同投料比合成的CsPbxMn1-xCl3量子点的晶向都与CsPbCl3量子点的四方相一致。(2)对于CsPbxMn1-xBryCl3-y量子点,探究了不同MnCl2和PbBr2投料比对CsPbxMn1-xBryCl3-y量子点的影响。当MnCl2和PbBr2投料比为1:0.5时,合成的CsPbxMn1-xBryCl3-y量子点具有两个都很强的发射峰,两个发射峰分别位于400-450nm和600nm附近。且位于400nm附近的发射峰强度不会随着锰掺杂的浓度改变而改变。但是可以通过两种卤素的比例改变而改变波长位置。(3)将CsPbxMn1-xCl3量子点制备成为隐形墨水,以及将CsPbxMn1-xBryCl3-y量子点和PDMS混合在一起制备成为复合薄膜。
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