[发明专利]铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料及合成和应用

说明书

本发明公开了新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料，其合成步骤包括将碱金属卤化物或碱金属碳酸盐、铜卤化合物、锌卤化合物加入到氢卤酸和次磷酸的混合溶液中，混合物在氮气保护下90℃～110℃加热搅拌1～3h，得到无色透明溶液。反应结束后，冷却至室温，得到白色片状透明晶体。抽滤，将产物放入真空烘箱中50℃～70℃保持12～24h。本发明制备方法简单，得到的新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物环保无毒且非常稳定，在蓝光波段的发光效率很高，具有良好的光电应用前景。

技术领域

本发明属于发光二极管技术领域，具体涉及一系列新型发光二极管发光材料及合成和应用。

背景技术

零维全无机金属卤化物具有优异的光学性能和良好的稳定性，近年来吸引了广泛的关注。在零维结构中，金属卤化物单元完全孤立，不存在相互作用，无法形成能带结构，因此金属卤化物基本单元的性质能够在单晶材料中得以呈现。目前，零维金属卤化物已在绿光、黄光、红光波段取得了极高的荧光量子产率。相比之下，具有高效蓝光发射的零维全无机金属卤化物还很少见。目前常见的几种能够发射蓝光的零维金属卤化物的发光主要集中在深蓝波段，这可能会引起蓝害。因此，开发经济、环保、稳定且能在长波长蓝光波段高效发光的零维全无机金属卤化物具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料及其制备方法，该类材料制备简单，环保无毒，在蓝光波段的发光效率很高，有望用于发光二极管等光电器件。

新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料，其中，所述新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料的化学式为A₂ZnX₄:Cu，其中A为Rb或Cs，B为Cl或Br，该零维金属卤化物由被无机阳离子(Rb⁺或Cs⁺)完全分割的四面体结构单元[ZnX₄]^2-组成，其中部分四面体被[CuX₄]^3-取代。化学式A₂ZnX₄:Cu表示铜掺杂取代A₂ZnX₄中的部分锌，化合物中Cu掺杂摩尔浓度范围为Zn和Cu摩尔量之和的0.1％～1％。

所述新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料的制备方法如下：

按所需化学计量比将碱金属卤化物或碱金属碳酸盐、铜卤化合物、锌卤化合物加入到氢卤酸和次磷酸的混合溶液中，混合物在氮气保护下90℃～110℃加热搅拌1～3h，得到无色透明溶液。反应结束后，冷却至室温，得到白色片状透明晶体。抽滤，将产物放入真空烘箱中50℃～70℃保持12～24h。

所述的新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料的合成方法，其中，在制备过程中所用的碱金属卤化物为碘化铯、溴化铯、氯化铯、碘化铷、溴化铷或氯化铷中的一种或二种以上。

所述的新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料的合成方法，其中，在制备过程中所用的碱金属碳酸盐为碳酸铯、碳酸铷中的一种或二种以上。

所述的新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料的合成方法，其中，在制备过程中所用的锌卤化合物为碘化锌、溴化锌、氯化锌中的一种或二种以上。

所述的新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料的合成方法，其中，在制备过程中所用的铜卤化合物为碘化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铜、溴化铜或氯化铜中的一种或二种以上。

所述的新型铜掺杂零维全无机锌卤化合物材料的合成方法，其中，在制备过程中所用的氢卤酸为氢溴酸水溶液(质量浓度47％～49％)或盐酸水溶液(质量浓度33％～36％)中的一种或二种，所用次磷酸为次磷酸水溶液(质量浓度40％～50％)，氢卤酸水溶液和次磷酸水溶液的体积比为4～10：1～2。