[发明专利]一种无机卤素钙钛矿薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种无机钙钛矿薄膜的制备方法。所述方法具体为：在80～100℃下，在洁净的底电极表面喷涂钙钛矿前驱液CsPbBr₃，将沉积有钙钛矿CsPbBr₃的底电极边旋涂边滴加不良溶剂，在250～300℃下进行退火处理，得到无机钙钛矿薄膜。本发明在喷涂法制备的CsPbBr₃钙钛矿薄膜的旋涂过程中滴加不良溶剂，通过改变不良溶剂中丁酸和甲苯的比例关系，控制CsPbBr₃薄膜中的晶粒形貌，提高了CsPbBr₃薄膜的稳定性，同时使其具备优异的阻变性能，在忆阻器领域应用广泛。

技术领域

本发明属于微电子器件制备领域，涉及一种无机卤素钙钛矿薄膜的制备方法。

背景技术

电阻式随机存取存储器，简称忆阻器，是基于外界电压激励而促使材料阻值发生变化进而记录信息的一种非易失性存储器。相比较其他具有类似功能的存储器件而言，忆阻器由于具有高存密度，读写速度快，结构简单，保持时间长，功耗低等一系列的优点，被认为是下一代通用存储器的有力竞争者。

无机卤素钙钛矿由于具有高稳定性以及可调、高效的光致发光等优异的光学性能，被作为潜在的光学增益材料以及各种光电器件(如太阳能光伏器件、光电探测器、发光二极管等)中的发光材料。此外，由于无机卤素钙钛矿可以通过简易的低温液相法快速制备，引起了人们广泛的研究兴趣，大大加快了这类材料的研究进程。低温液相法制备的无机钙钛矿薄膜中经常存在空位、间隙原子等多种缺陷，而这些缺陷对基于利用材料自身的缺陷漂移为主的电阻开关存储器而言，则是固有的先天优势。

目前无机钙钛矿薄膜制备技术仍存在一些问题，譬如最近报导的通过低温液相法(Ye Wu,et al.,Capping CsPbBr₃with ZnO to improve performance and stability ofperovskite memristors；Nano Research)制备的无机钙钛矿薄膜就存在晶粒尺寸小、晶粒结晶度差、致密度不够以及薄膜的稳定性差等问题。迄今为止，单一的无机钙钛矿薄膜的制备技术尚不能满足目前的性能指标需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种无机卤素钙钛矿薄膜的制备方法，所述方法在喷涂法制备的CsPbBr₃钙钛矿薄膜的旋涂过程中滴加不良溶剂，通过改变不良溶剂中丁酸和甲苯的比例关系，控制CsPbBr₃薄膜中的晶粒形貌，提高了CsPbBr₃薄膜的稳定性，影响材料的光电性能，使其具备优异的阻变性能。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种无机钙钛矿薄膜的制备方法，包括如下步骤：

在80～100℃下，在洁净的底电极表面喷涂钙钛矿前驱液CsPbBr₃，将沉积有钙钛矿CsPbBr₃的底电极边旋涂边滴加不良溶剂，在250～300℃下进行退火处理，得到无机钙钛矿薄膜，所述的不良溶剂为甲苯或者甲苯和丁酸的混合溶剂。

优选地，所述的钙钛矿前驱液中采用的溶剂为N，N-二甲基酰胺(DMF)。

优选地，所述的底电极为FTO或ITO导电玻璃。

优选地，所述的旋涂时的转速为1000～4000rpm，旋涂时间为8s～1min。

优选地，所述的退火处理时间为10～15min。

优选地，所述的甲苯和丁酸的混合溶剂中，丁酸的体积分数为1％～5％。

本发明与现有技术相比，具有以下显著优点：

(1)喷涂法制备CsPbBr₃钙钛矿薄膜后，在旋涂过程中滴加不良溶剂，不仅可以便捷地制备出大晶粒的钙钛矿薄膜，而且显著提高了其稳定性；