弱量子限域效应下卤化物钙钛矿纳米晶的合成及光物理特性研究
随着材料学的迅速发展，钙钛矿材料（结构式ABX3），凭借其优异的光子捕获能力、高的缺陷容限，高的荧光量子产率（PhotoluminescenceQuantumYield,PLQY）和带隙可调等优点，进入人们视野，并在光电应用中表现出优异的性能，例如，基于钙钛矿材料的太阳能电池的效率已达到25.7%，应用钙钛矿材料的发光二极管的外量子效率（ExternalQuantumEfficiency,EQE）也达到19.3%，除此之外，在光电探测器，激光，通信等领域，也引起人们广泛的研究兴趣。经过近十年的研究，钙钛矿材料发展迅速，已经发展出纳米晶，纳米片，纳米线，纳米棒等多种形貌的钙钛矿材料，除形貌外，尺寸是影响钙钛矿材料特性的重要因素，例如，随着纳米晶尺寸的减小，量子限域效应逐渐显现，造成其物理性质的改变进而影响其应用，因此熟悉不同尺寸的钙钛矿纳米晶的光物理特性是十分重要的。 本论文中，我们进行了如下研究： 1．利用热注入方法，通过对反应温度的控制，制备了3种不同尺寸的CsPbBr3纳米晶材料，使用透射电镜（TransmissionElectronMicroscope,TEM）技术和X射线衍射（X-rayDiffraction,XRD）技术对获得的样品进行表征，通过TEM图像发现其尺寸均一，尺寸大小分别为10.7、9.2和7.1nm，XRD衍射图像与标准卡片对比发现样品结构为立方相。 2．通过瞬态吸收光谱技术，研究了三种样品的热载流子动力学，发现热载流子冷却速度随尺寸减小而加快，结合变温发射光谱，发现纵向声子可能影响能量耗散进而影响激子的活性，利用瞬态吸收动力学技术研究了激子复合动力学，发现光激发后双激子俄歇复合过程的存在，且随着量子限域效应的增强，俄歇过程逐渐加快。 3．通过改变环境压力，研究了三种样品在不同压力下的带隙演化过程，发现随着压力的增加，三种样品均发生相变，相变压力点分别为1.22、1.09和0.97GPa随着纳米晶尺寸的减小而降低。 4．通过改变光激发的位置，研究了三种样品在光纤中的光波导效应，结果表明自吸收和传统光波导效应可以显著影响光致荧光光子的传播。
钙钛矿纳米晶;载流子动力学;带隙调控;激子复合
吉林大学
硕士
光学
王英惠
2023
中文
TB383;O43
2023-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）