CsPbBr3和Cs4PbBr6量子点的制备及荧光性能研究

作     者：黄郁辉 

作者单位：南京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭俊宏

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：钙钛矿量子点 CsPbBr3 Cs4PbBr6 光致发光 缺陷 稳定性 

摘      要：近些年,铯铅溴(Cs-Pb-Br)全无机钙钛矿量子点作为一种新型材料受到广大研究者青睐。此类钙钛矿量子点具有优异的光电性能,如较高的量子效率、较窄的发射峰。在Cs-Pb-Br全无机钙钛矿的研究中,对于零维(0D)CsPbBr的绿色波长荧光峰的成因一直是争论不断。因为三维(3D)CsPbBr是被唯一确认具有本征光致发光的钙钛矿材料,所以部分研究者认为0D CsPbBr的绿色波长荧光峰是由于其中存在杂质CsPbBr而产生的;另外一些研究者则认为是由于0D CsPbBr自身的缺陷态产生。另外,无机钙钛矿量子点的在外界环境,如温度、光照等条件改变下的稳定性,对无机钙钛矿量子点器件的研究有极为重要的意义。本文对以上问题设计了实验进行研究,主要研究内容有如下几点:(1)对3D CsPbBr和0D CsPbBr钙钛矿的绿色荧光峰进行了深入的研究。发现两者在吸收带边缘、激子吸收、PL峰值位置、PL半峰宽及PL寿命等方面都存在显著的差异。由此,可以认为0D CsPbBr钙钛矿的绿色荧光峰不是由其中3D CsPbBr的杂质产生的。(2)研究了3D CsPbBr量子点和0D CsPbBr量子点在300 K-360 K的热稳定性。本文通过设置了升温组和降温组,对比升、降温过程中的PL光谱的变化,发现3D CsPbBr量子点与0D CsPbBr量子点在升温过程中的PL特征峰强度迅速下降,在降温时PL特征峰强度有所回升,同时PL峰值位置不变。这说明CsPbBr量子点和CsPbBr量子点的在高温环境时结构遭到破坏造成其PL强度降低,所以在温度降低后PL强度并不能恢复。(3)研究了3D CsPbBr量子点和0D CsPbBr量子点在不同温度(低温和室温)、气体环境和光照下的稳定性。本文将两种量子点在五种不同外界环境下保存。发现在上述三种因素下,光照对钙钛矿量子点的稳定性影响最大,会造成其PL特征峰强度降低、PL光谱红移、吸收边界红移以及吸收边界以下部分吸收谱向下偏移的现象。这说明长时间的光照会造成CsPbBr量子点和CsPbBr量子点的浓度降低,并且使量子点的尺寸向块状材料转化。