[发明专利]一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的制备方法和在光电探测器中的应用

权利要求书

1.一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的制备方法具体是按以下步骤完成的：

一、制备DMPDPbI₄钙钛矿单晶：

①、将N,N二甲基对苯二胺二盐酸盐和氧化铅溶于氢碘酸和次磷酸的混合溶剂中，然后进行磁力搅拌，得到混合前驱体溶液；

②、将混合前驱体溶液在加热条件下搅拌，然后取淡黄色的上清液进行过滤，得到完全饱和的前驱体溶液；

③、将完全饱和的前驱体溶液在90℃～100℃下保持一段时间，然后进行梯度降温，降温至20℃～30℃，得到块状棕红色晶体，该块状棕红色晶体即为DMPDPbI₄钙钛矿单晶；

二、注入锆离子：

①、使用有机溶剂对DMPDPbI₄钙钛矿单晶进行清洗，得到清洗后的DMPDPbI₄钙钛矿单晶；

②、将清洗后的DMPDPbI₄钙钛矿单晶进行表面抛光，之后清除在抛光过程中留下的粉末，得到抛光后的DMPDPbI₄钙钛矿单晶；

③、将抛光后的DMPDPbI₄钙钛矿单晶放入干燥箱进行干燥，得到干燥后的DMPDPbI₄钙钛矿单晶；

④、将干燥后的DMPDPbI₄钙钛矿单晶的抛光面在注入能量为35KeV和注入剂量为5×10¹⁵ions/cm²的条件下注入锆离子，得到锆离子注入的DMPDPbI₄钙钛矿单晶，即为锆离子注入的二维双胺钙钛矿单晶。

2.根据权利要求1所述的一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的N,N二甲基对苯二胺二盐酸盐和氧化铅的物质的量之比为2:1；步骤一①中所述的氢碘酸和次磷酸的混合溶剂中氢碘酸和次磷酸的体积之比为5:1，其中氢碘酸的浓度为45％或57％。

3.根据权利要求1所述的一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的N,N二甲基对苯二胺二盐酸盐的物质的量与氢碘酸和次磷酸的混合溶剂的体积比为(1.5mmol～2mmol):(20mL～50mL)；步骤一①中所述的磁力搅拌的时间为15min～25min。

4.根据权利要求1所述的一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的加热的温度为90℃～100℃；步骤一②中所述的搅拌的时间为20min～35min；步骤一②中所述的过滤是采用孔径为0.22～0.45微米大小的滤头进行过滤的。

5.根据权利要求1所述的一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于步骤一③中将完全饱和的前驱体溶液在90℃～100℃下保持50min～120min；步骤一③中所述的梯度降温的降温速率为0.2℃/h～1℃/h。

6.根据权利要求1所述的一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的制备方法，其特征在于步骤二①中所述的有机溶剂为乙醚或异丙醇；步骤二②中所述的表面抛光采用的砂纸为8000目～12000目；步骤二③中所述的干燥的温度为40℃～60℃，干燥的时间为10min～20min。

7.如权利要求1所述的制备方法制备的一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的应用，其特征在于一种锆离子注入的二维双胺钙钛矿单晶用于制备光电探测器，是按以下步骤完成的：

一、将锆离子注入的二维双胺钙钛矿单晶的一面固定在有叉指电极图形的掩膜板上；

二、在固定了掩膜板的锆离子注入的二维双胺钙钛矿单晶的一面沉积金，得到叉指金丝电极，即为基于锆离子注入的二维双胺钙钛矿单晶的光电探测器。

8.根据权利要求7所述的一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的应用，其特征在于步骤一中所述的叉指电极的面积为1.2×10^-3cm²。

9.根据权利要求7所述的一种锆离子注入的DMPDPbI4钙钛矿单晶的应用，其特征在于步骤二中所述的金的厚度为80nm～100nm。