【摘 要】
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钙钛矿材料具有可调谐的带隙结构、较高的量子效率和较长的载流子扩散长度等优良的光电子特性,被认为适合用于太阳能电池、纳米激光器、光电探测器和发光二极管等领域。我们首先使用传统的化学气相沉积的方法,实现了纯组分、高结晶度的铯铅卤化物钙钛矿晶体。并通过改变生长条件,实现了不同形貌的钙钛矿微纳结构,包括钙钛矿微晶、钙钛矿纳米棒等。这些制备的钙钛矿结构具有高结晶质量,在激光激发下,呈现出了红-绿-蓝荧光发射
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钙钛矿材料具有可调谐的带隙结构、较高的量子效率和较长的载流子扩散长度等优良的光电子特性,被认为适合用于太阳能电池、纳米激光器、光电探测器和发光二极管等领域。我们首先使用传统的化学气相沉积的方法,实现了纯组分、高结晶度的铯铅卤化物钙钛矿晶体。并通过改变生长条件,实现了不同形貌的钙钛矿微纳结构,包括钙钛矿微晶、钙钛矿纳米棒等。这些制备的钙钛矿结构具有高结晶质量,在激光激发下,呈现出了红-绿-蓝荧光发射。在这基础上,我们通过两步法实现了金属卤化物合金钙钛矿纳米晶,实现了基于Cs Pb I3xBr3-3x(X=0.2)钙钛矿合金纳米晶体的激光诱导双波长发射。在375 nm激光激发下,合金纳米晶的发射光谱在570 nm和690 nm处呈现出两个发射峰,并随激光照射时间增加,纳米晶体两个发射带强度分别呈逐渐升高和降低的趋势。值得注意的是,两个波段的发射波长没有随激发光开关而发生变化,而两个发射带的发射强度随激发光开关的变化呈现周期性波动。钙钛矿纳米晶的这种双波长可调发射性质表明其在激光诱导下产生了相分离从而导致不同的合金钙钛矿结构发生重组。这些结果在可调谐纳米光子器件和多色显示中具有潜在的应用前景。本文报道了一种磁控反应源移动化学气相沉积方法,在蓝宝石单衬底上实现了合金钙钛矿(Cs Pb Cl3(1-x)Br3x,X=0-0.84)纳米晶的带隙调控。通过沿沉积带的温度选择作用,获得了Cs Pb Cl3(1-x)Br3x微晶体,其带隙为2.42-2.91 e V。沿着这些透明光子芯片的长度,组成可以从一边X=0(Cs Pb Cl3)连续调谐到另一边X=0.84(Cs Pb Cl0.48Br2.52)。在320 nm激光照射下,发射光由蓝色(425 nm)逐渐调制为绿色(512 nm)。此外,这些基于钙钛矿结构在320 nm激光连续照射24小时后表现出稳定的发射,并表现出良好的稳定性。同时,我们使用同样的手段,在单衬底上实现了混合钙钛矿(Cs Pb I3xBr3-3x,X=0.1-0.35)。通过移动源化学气相沉法实现的这种Cs Pb I3xBr3-3x微晶在波长为375 nm的连续激光的照射下,发射波长从绿色(558 nm)逐渐调制为橙红色(610 nm)。这些带隙可调的钙钛矿纳米结构有望在未来应用于多色显示和宽频带固态光源等领域。
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