[发明专利]一种高质量二维或准二维层状钙钛矿单晶材料及其制备

说明书

本发明属于二维钙钛矿单晶材料领域，公开了一种高质量二维或准二维层状钙钛矿单晶材料及其制备，其通式为(L)subgt;2/subgt;(A)subgt;n‑1/subgt;Bsubgt;n/subgt;Xsubgt;3n+1/subgt;，其中，L为正丙基胺根离子(Csubgt;3/subgt;Hsubgt;7/subgt;NHsubgt;3/subgt;supgt;+/supgt;)、异丙基胺根离子(Csubgt;3/subgt;Hsubgt;7/subgt;NHsubgt;3/subgt;supgt;+/supgt;)、正丁基胺根离子(Csubgt;4/subgt;Hsubgt;9/subgt;NHsubgt;3/subgt;supgt;+/supgt;)、正戊基胺根离子(Csubgt;5/subgt;Hsubgt;11/subgt;NHsubgt;3/subgt;supgt;+/supgt;)、正己基胺根离子(Csubgt;6/subgt;Hsubgt;13/subgt;NHsubgt;3/subgt;supgt;+/supgt;)、苯甲基胺根离子(Csubgt;6/subgt;Hsubgt;5/subgt;CHsubgt;2/subgt;NHsubgt;3/subgt;supgt;+/supgt;)、苯乙基胺根离子(Csubgt;6/subgt;Hsubgt;5/subgt;CHsubgt;2/subgt;CHsubgt;2/subgt;NHsubgt;3/subgt;supgt;+/supgt;)中的至少一种。本发明通过对二维或准二维钙钛矿单晶材料的内部组成及细节结构进行改进，引入特定的L这一有机间隔离子，能够大大扩充ABXsubgt;3/subgt;型钙钛矿材料中A位离子的种类选择范围，克服容忍因子t的限制，大大丰富有机‑无机杂化钙钛矿材料的种类。

技术领域

本发明属于二维钙钛矿单晶材料领域，更具体地，涉及一种高质量二维或准二维层状钙钛矿单晶材料及其制备，得到的高质量二维或准二维钙钛矿单晶可以作为光电探测器材料、太阳能电池材料、发光二极管材料、场效应晶体管材料、光子晶体材料等。

背景技术

作为新兴半导体材料，有机-无机杂化钙钛矿材料具有载流子迁移率高、载流子寿命长和缺陷容忍度高等优点，受到了研究者的广泛关注。钙钛矿太阳能电池更是发展迅速，目前小面积器件的公证效率已高达25.5％。钙钛矿材料在发光二极管器件中也具有良好的应用，报道的光致发光外量子效率已达到21.6％。此外，其在探测器和场效应晶体管领域也有着广泛应用。钙钛矿单晶具有低缺陷密度，不仅适合研究其各种本征物理性质，而且在太阳能电池和探测器等光电器件中也有着广泛应用。需要指出的是，形成化学组成为ABX₃的三维钙钛矿晶体结构时，A、B和X这三种离子的离子半径受到容忍因子t(R为离子半径)的严格限制，即需满足0.8t1。