[发明专利]一种通过应变调控设计白光钙钛矿的方法

说明书

本发明涉及一种通过应变调控设计白光钙钛矿的方法，属于低维有机无机钙钛矿白光发光领域，解决探究白光起源的问题。本文通过反溶剂法、缓慢降温结晶法等制备了环丙胺(c‑C₃)、环丁胺(c‑C₄)、环戊胺(c‑C₅)、环己胺(c‑C₆)、异丙胺(2‑C₃)、仲丁胺(2‑C₄)、正丙胺(1‑C₃)、正丁胺(1‑C₄)的钙钛矿。发现随着环的尺寸增大，宽光谱增强且逐渐红移，2‑C₃、2‑C₄具有较大的C‑C(‑NH₂)‑C角度的，仍具有宽光谱，而1‑C₃、1‑C₄的宽光谱可以忽略。因此我们引入了(C‑NH‑C)或者(C‑N(‑C)‑C)结构的胺，改变应变的程度，成功预测了白色钙钛矿通用合成策略，为物理化学原理研究和光电应用提供了材料选择。本发明为定向合成丰富的白色钙钛矿开辟了一条通用的途径。

技术领域 本发明属于低维有机无机钙钛矿白光发光领域，涉及一种通过调控晶格应变来设计白光钙钛矿的方法。

背景技术 近年来，低维有机无机钙钛矿在白光发光领域显示出优异的光学性能。在低维卤化物钙钛矿中，晶格应变通过电子-声子耦合促进激子在瞬间变形晶格中的自捕获。自捕获激子(STE)发出宽带白光，这在固态照明方面显示出很大的前景。然而，到目前为止，大多数的白色钙钛矿是通过尝试各种间隔有机分子发现的。通过应变调控设计合成白色钙钛矿仍然是一个很大的挑战。本发明制备的二维卤化钙钛矿，通过控制有机分子的结构，成功地控制了钙钛矿中的晶格应变，这不仅为卤化物钙钛矿的应变-性能关系提供了思路，而且为可预测地合成白色钙钛矿提供了一种通用的策略，为物理化学原理研究和光电应用提供了材料选择。本发明为定向合成丰富的白色钙钛矿开辟了一条通用的途径。

发明内容 本发明通过引入环丙胺(c-C3)、环丁胺(c-C₄)、环戊胺(c-C₅)、环己胺(c-C₆)并将其质子化作为不同的有机阳离子与铅溴八面体形成二维钙钛矿。对这四种钙钛矿材料的光谱分析发现这些都具较宽的光谱，且随着碳环尺寸的增加，C-C(-NH2)-C的角度从60°增大到 111.6°，形成的宽光谱增强且逐渐红移。另外，通过对比异丙胺(2-C₃)、仲丁胺(2-C₄)、正丙胺(1-C₃)、正丁胺(1-C₄)，发现2-C₃、2-C₄具有较大的C-C(-NH2)-C角度的，仍具有宽光谱，而 1-C₃、1-C₄的STE宽光谱可以忽略。钙钛矿的晶格应变程度可以通过控制分子C-C(-NH2)-C 键角来调节，这决定了自由激子(FEs)的自捕获。因此，本发明通过调控分子结构，引入具有(C-NH-C)或者(C-N(-C)-C)结构的胺，改变应变的程度，成功预测并制备出了具有宽光谱白光、晶型较好的低维有机无机钙钛矿晶体。本发明不仅有助于探索低维钙钛矿白光发射的形成机理，而且有助于促进对功能化有机阳离子的探索，以得到性能更加优异的钙钛矿产品。本发明所得产品性能及结构如下：

附图说明

(图1是分子的化学结构及其相应的钙钛矿图。

(图2是钙钛矿晶体的光学性质图。

(图3是用于合成宽光谱白光发射的钙钛矿的分子构型图