[发明专利]一种零维钙钛矿铯铅溴纳米片及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种零维钙钛矿铯铅溴纳米片及其制备方法和应用，属于半导体发光材料技术领域，该方法中首先制备油酸铯前驱液，然后制备PbBr₂溶液，最终将制备好的油酸铯前驱液与正己烷和油酸混匀后再与PbBr₂溶液混合反应，再以有机溶液进行提纯，制得零维钙钛矿铯铅溴纳米片，该纳米片从原子空间排布上而言为零维材料，该铯铅溴纳米片呈六边形具有良好的晶体结构且结构稳定，粒径分布在500‑600nm，尺寸均匀，其荧光效率高，可在工业生产中进行推广，尤其在光电探测、发光二极管(QLED)、微激光方面有着潜在的应用价值。该零维钙钛矿铯铅溴纳米片制备方法简单，易操作，且产率高，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于半导体发光材料技术领域，具体涉及一种零维钙钛矿铯铅溴(Cs₄PbBr₆)纳米片及其制备方法和应用。

背景技术

无机卤化钙钛矿纳米材料是一种新型的无机功能材料，以优异的光学和电学性能在光电探测、发光二极管和微激光等领域具有广泛的应用前景。近年来，无机卤化钙钛矿纳米材料引起了越来越多学者的兴趣，尤其是对新型低维钙钛矿材料的研究。其中Journalof the American Chemical Society在2015年报道了三维CsPbX₃(X＝Cl,Br,Cl)纳米片的制备方法(J.Am.Chem.Soc.2015,137,16008-16011)，Advanced optical materials在2016年报道了二维CsPb₂Br₅的合成方法(Adv.Optical Mater.2016,DOI:10.1002/adom.201600788)，但钙钛矿材料Cs₄PbBr₆的制备方法及其在光电器件方面的应用报道较少，虽然ACS Energy Letter在2016年报道了Cs₄PbBr₆纳米晶的合成(ACS EnergyLett.2016,1,840-845)，但是该方法制备周期较长，因此急需一种制备周期短且操作简单的Cs₄PbBr₆纳米晶的制备方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种零维钙钛矿铯铅溴(Cs₄PbBr₆)纳米片的制备方法；目的之二在于提供一种零维钙钛矿铯铅溴(Cs₄PbBr₆)纳米片；目的之三在于零维钙钛矿铯铅溴(Cs₄PbBr₆)纳米片在光电器件中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种零维钙钛矿Cs₄PbBr₆纳米片的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将CsCO₃加入油酸中，惰性气体保护下加热至所述Cs₂CO₃完全溶解，获得油酸铯前驱液，所述CsCO₃与油酸的质量体积比为450:4.3，mg:mL；

(2)将PbBr₂、N,N-二甲基甲酰胺、氢溴酸、油酸与油胺混匀，获得PbBr₂溶液，所述PbBr₂、N,N-二甲基甲酰胺、氢溴酸、油酸与油胺的质量体积比为11:1:0.03:0.1:0.15，g:mL:mL:mL:mL；

(3)将步骤(1)中获得的油酸铯前驱液与正己烷和油酸混匀后再加入步骤(2)中获得的PbBr₂溶液，惰性气体保护下于20-40℃下反应15-25min后，以有机溶液进行提纯，制得零维钙钛矿Cs₄PbBr₆纳米片，所述步骤(1)中获得的油酸铯前驱液、正己烷、油酸与步骤(2)中获得的PbBr₂溶液的体积比为0.4:10:5:1。