Yb制造技術

本發明專利技術的Yb

【技術實現步驟摘要】
Yb
3+
摻雜CsPbBr3PMSCs及其制備方法和應用


[0001]本專利技術屬于光電材料制備
，尤其涉及一種Yb
3+
摻雜CsPbBr3PMSCs及其制備方法和應用。

技術介紹

[0002]低維鈣鈦礦魔幻尺寸團簇(PMSCs,Perovskite Magic
?
Sized Clusters)材料具有發光顏色可調、電荷傳輸性能優異、窄帶發射色純度高和光量子效應顯著等獨特優點而在生物熒光成像、細胞標記、超高清顯示、生物化學傳感器和光催化等領域極具發展潛力。然而，PMSCs由于較大比表面積引起較多的表面缺陷在環境中穩定性存儲性能差、含有毒重金屬鉛元素和光譜范圍僅能覆蓋可見光區的不足，基于此，這對今后設計、開發和應用PMSCs基光電器件面臨嚴峻挑戰。
[0003]在結構和性能上，PMSCs材料具有小尺寸(～2nm)、窄的熒光半峰寬 (FWHM＜15nm)、顯著的量子限域效應、較高比表面積和較多的表面缺陷等獨特性質，因而能夠對PMSCs材料進行結構性能改性。目前，關于CsPbBr
3 PMSCs的相關研究主要集中在獨特的尺寸、組分、穩定性和光電性質的相關研究。通過對CsPbBr
3 PMSCs進行改性研究，已經能夠制備出熒光量子產率較高、過渡金屬Mn
2+
摻雜和小尺寸(～2nm)樣品，但是現有摻雜PMSCs的技術尚未突破近紅外發光的技術瓶頸。
[0004]鑭系稀土離子摻雜低維PMSCs材料不僅具有PMSCs材料本征優異的物理化學性質,而且鑭系稀土離子特殊4f價電子構型賦予PMSCs材料優異的光、電、磁和催化等獨特性能，同時能夠創造新的發射特性、增強穩定性、降低缺陷態密度等，故鑭系稀土離子與PMSCs材料協同作用能夠設計制備出光電性能和穩定性優異的新型光電功能材料。本研究聚焦CsPbBr
3 PMSCs進行研究，在組成上，CsPbBr
3 PMSCs的結構由Cs
+
、Pb
2+
和鹵素離子Br
?
組成；在結構上，通常將鑭系稀土離子引入到鈣鈦礦的A、B位或者B位，拓寬CsPbBr
3 PMSCs 的發光光譜范圍從原來的紫外光區到紫外
?
近紅外光區，提高材料的光電應用范圍；在物理化學性質上，與大尺寸的鈣鈦礦塊體和鈣鈦礦薄膜相比，具有量子限域效應的CsPbBr
3 PMSCs材料因存在更大的激子結合能，結合表面鈍化策略和摻雜取代策略能夠有效減少表面缺陷，有效改善材料的穩定性、毒性和光電性能。此外，與有機
?
無機雜化鈣鈦礦相比，無機CsPbBr
3 PMSCs由于不存在有機組分使其具備對溫度、H2O和O2更強的穩定性。因而，無機CsPbBr
3 PMSCs的制備合成工藝對促進在新型光電器件領域的應用具有十分廣闊的市場前景。鑭系稀土離子具有極為豐富的能級和4f電子躍遷效應促使稀土摻雜材料表現出光譜范圍寬且內涵豐富的量子行為和光電特性。通過摻雜取代策略， CsPbBr
3 PMSCs能夠實現紫外區和近紅外區的吸收和發射，進而有效提升并拓展其光電應用。然而，目前關于鑭系稀土摻雜PMSCs的相關研究還未有相關報道。
[0005]因此，鑭系稀土離子摻雜PMSCs對制備高品質鈣鈦礦型上轉換納米材料器件具有重要的研究意義和實用價值。

技術實現思路

[0006]本專利技術旨在解決現有技術中的缺陷，提供一種高效雙發射、熒光量子產率高、穩定性優異的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs及其制備方法和應用，實現CsPbBr
3 PMSCs在外界環境中的穩定存儲和近紅外光區的穩定性發光，從而達到反應生成穩定性和光學性能優異的CsPbBr
3 PMSCs的目標。
[0007]為實現上述目的，本專利技術提供一種Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs的制備方法，包括以下步驟：
[0008]按比例稱取CsBr和PbBr2后將其溶解于溶劑中，得到混合溶液1；
[0009]將油酸和油胺按比例依次加入所述混合溶液1中，溶解后得到混合溶液2；
[0010]按比例稱取含Yb
3+
的化合物并加入到所述混合溶液2中，溶解后得到前驅體溶液；
[0011]取所述前驅體溶液注入反溶劑中，得到Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs溶液；
[0012]高速離心洗滌純化所述Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs溶液得到Yb
3+
摻雜 CsPbBr
3 PMSCs。
[0013]優選地，CsBr和PbBr2的物質的量比為(0.5～1.2)：1，所述溶劑為二甲基亞砜或N,N
?
二甲基甲酰胺，PbBr2和溶劑的添加量之比為0.02mmol：(0.1～1.1)mL。
[0014]優選地，油酸和PbBr2的物質的量之比為(0.2～0.8)：1，油胺和PbBr2的物質的量之比為(0.1～0.6)：1。
[0015]優選地，含鑭系稀土Yb
3+
的化合物和PbBr2的物質的量之比為(0.04～0.1)： 1。
[0016]優選地，所述反溶劑為正己烷、甲苯、二氯甲烷和三氯甲烷中的任意一種，所述前驅體溶液和反溶劑的體積比為(0.1～0.5)：(2～10)。
[0017]優選地，高速離心的轉速為6000～12000r/min，經多次高速離心，每次15
?
20 min，每次高速離心后取上清液，得到分離純化后的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs，置于0
?
5℃的冰箱內存儲。
[0018]優選地，溶解處理均為常溫攪拌溶解；含Yb
3+
的化合物為Yb(NO3)3·
5H2O、 Yb2(SO4)3、YbBr3、YbCl3和YbI3中的一種或兩種的混合物。
[0019]本專利技術還提供一種采用上述制備方法制備得到的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs。
[0020]本專利技術還提供一種如上述制備方法制備的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs或者如上述Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs在近紅外發光領域中的應用。
[0021]本專利技術還提供一種光電器件，所述光電器件中包含有如上所述制備方法制備的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs，或者如上所述的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs。
[0022]本專利技術采用上述技術方案的優點是：
[0023]本專利技術的Yb
3+
摻雜CsPbBr
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：按比例稱取CsBr和PbBr2后將其溶解于溶劑中，得到混合溶液1；將油酸和油胺按比例依次加入所述混合溶液1中，溶解后得到混合溶液2；按比例稱取含Yb
3+
的化合物并加入到所述混合溶液2中，溶解后得到前驅體溶液；取所述前驅體溶液注入反溶劑中，得到Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs溶液；高速離心洗滌純化所述Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs溶液得到Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs。2.根據權利要求1所述的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs的制備方法，其特征在于，CsBr和PbBr2的物質的量比為(0.5～1.2)：1，所述溶劑為二甲基亞砜或N,N
?
二甲基甲酰胺，PbBr2和溶劑的添加量之比為0.02mmol：(0.1～1.1)mL。3.根據權利要求1所述的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs的制備方法，其特征在于，油酸和PbBr2的物質的量之比為(0.2～0.8)：1，油胺和PbBr2的物質的量之比為(0.1～0.6)：1。4.根據權利要求1所述的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs的制備方法，其特征在于，含Yb
3+
的化合物和PbBr2的物質的量之比為(0.04～0.1)：1。5.根據權利要求1所述的Yb
3+
摻雜CsPbBr
3 PMSCs的制備方法，其特征在于，所述反溶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐珂，薛冬峰，楊鈺，
申請(專利權)人：深圳先進技術研究院，
類型：發明
國別省市：