刘泽向,周 勃,方绍帆,时玉萌
1)深圳大学物理与光电工程学院,广东深圳 518060;2)深圳大学微纳光电子学研究院,广东深圳 518060
金属卤基钙钛矿(metal halide perovskites, MHPs)材料通常具有ABX3结构,其中,一价A位阳离子填充在[BX6]八面体组成的结构框架内,对结构起到支撑作用[1].该类材料的能级主要来自[BX6]八面体,而A位阳离子与[BX6]八面体为库伦作用,能量较大,不会对能级产生直接影响[2].不同半径的A位阳离子对结构的支撑能力有所差异,导致[BX6]八面体的拉伸与收缩,引起钙钛矿带隙的增大或缩小[3].铅基卤化物钙钛矿具有优异的光电特能,但铅离子的毒性制约了其应用前景[4].近年来,以一价和三价、空位和三价,以及空位和四价金属阳离子的组合代替二价铅阳离子的方法获得了复合B位阳离子的双钙钛矿结构[5-6].相比传统铅基钙钛矿,有超过26种金属离子都可形成双钙钛矿结构,极大地丰富了钙钛矿能带结构的自由度[7-8].其中,铟基双钙钛矿凭借其直接带隙宽和湿热稳定性好作为荧光基质材料被广泛研究[9].
[BX6]八面体的连接方式决定了钙钛矿的维度.例如,在Cs2AgInCl6中,各八面体间顶角相互连接构成3维立方结构;在CsCuCl3中,各八面体沿一个方向以面相互连接形成一维结构;Cs3Bi2Br9中,空位和2个三价离子沿着111面交替排列形成二维结构[10-14];Cs2NaInCl6是3维结构的立方相双钙钛矿,将其结构中的钠离子用空位替代,同时将一个氯离子用中性的H2O分子代替,得到0维的Cs2InCl5·H2O双钙钛矿[9, 15].夏志国等[16]制备了Sb3+掺杂的Cs2InCl5H2O双钙钛矿,这种材料可……