[发明专利]一种铟基钙钛矿物质及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铟基钙钛矿物质及其制备方法，具有这样的特征，铟基钙钛矿物质包括：金属元素A、铟元素In、铜元素Cu以及卤素元素B；制备方法包括以下步骤：步骤1，在氩气环境中制备前驱体粉末，并将前驱体粉末密封至石英管中；步骤2，将密封好的石英管接在双排管上，接通氩气，对石英管进行抽真空、补气以及清洗；步骤3，将抽真空的石英管进行第二次密封；步骤4，将第二次密封的石英管装在Al₂O₃坩埚中，放到马弗炉中进行升温‑保持‑降温步骤，得到铟基钙钛矿物质。实现了铟基钙钛矿物质的蓝紫光的光致发光以及非常高的量子产率，极具应用价值。

技术领域

本发明属于光致发光钙钛矿物质领域，具体涉及一种铟基钙钛矿物质及其制备方法。

背景技术

光致发光是指用紫外光、可见光或红外光激发发光材料而产生的发光现象。而光致发光钙钛矿作为一种较新的物质目前受到广泛的关注，其中最典型的钙钛矿物质形式为零维金属卤化物钙钛矿。零维是从结构上定义的，构成它的金属卤化物八面体是完全孤立的，不存在角共享连接。正是因为其特有的孤立八面体结构，在光致发光方面表现出极大地潜力。在早期的研究中，金属卤化物钙钛矿中通常包含重金属铅，因而其对容易对环境造成污染，对人员造成健康问题。随着研究的推进，开始出现采用锡、锑、铟等元素代替铅从而解决污染问题。但是，相比于量子点材料，零维无铅卤化物钙钛矿物质的量子产率普遍较低，目前已经公开的量子产率普遍不高于33％，这严重阻碍了这种物质在光电领域中的应用，因此，如何提升零维无铅卤化物钙钛矿的量子产率成为本领域一个关键的技术问题。

在现有技术中，通过掺杂金属离子是提升零维无铅卤化物钙钛矿的量子产率有效手段，在本领域中有各种关于零维无铅卤化物钙钛矿的掺杂方案的报道。尽管在现有技术中已经可以通过金属离子的掺杂达到90％以上的量子产率，但是已经公开的技术中，零维无铅卤化物钙钛矿的光致发光的有效掺杂方案通常针对波长大于500nm的光，如绿光、黄光、红光等等，但对于短波长如蓝紫光的却没有有效的掺杂方案。即现有技术中，还没有提供一种能够使得零维无铅卤化物钙钛矿物质光致发光为短波长的蓝紫光，且量子产率较高的技术方案。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种铟基钙钛矿物质及其制备方法。

本发明提供了一种铟基钙钛矿物质，具有这样的特征，包括：金属元素A、铟元素In、铜元素Cu以及卤素元素B。

在本发明提供的铟基钙钛矿物质中，还可以具有这样的特征：其中，铟基钙钛矿物质的化学式为A₃In_1-xCu_xB₆，x代表铜元素Cu的掺杂摩尔比率。

在本发明提供的铟基钙钛矿物质中，还可以具有这样的特征：其中，金属元素A为铷元素Rb、钠元素Na、钾元素K以及铯元素Cs中的任意一种。

在本发明提供的铟基钙钛矿物质中，还可以具有这样的特征：其中，卤素元素B包括氯元素Cl、溴元素Br以及碘元素I中的一种或多种。

在本发明提供的铟基钙钛矿物质中，还可以具有这样的特征：其中，x的值为1％～20％。

在本发明提供的铟基钙钛矿物质中，还可以具有这样的特征：其中，铟基钙钛矿物质为Rb₃In_0.95Cu_0.05Cl₆。

本发明还提供了一种上述铟基钙钛矿物质的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，在氩气环境中制备前驱体粉末，并将前驱体粉末密封至石英管中；步骤2，将密封好的石英管接在双排管上，接通氩气，对石英管进行抽真空、补气以及清洗；步骤3，将抽真空的石英管进行第二次密封；步骤4，将第二次密封的石英管装在Al₂O₃坩埚中，放到马弗炉中进行升温-保持-降温步骤，得到铟基钙钛矿物质。