全无机卤化铅钙钛矿纳米晶的水相合成、晶相转变及其光学性能研究

全无机卤化铅钙钛矿纳米晶的水相合成、晶相转变及其光学性能研究全无机卤化铅钙钛矿纳米晶的水相合成、晶相转变及其光学性能研究

摘要:

全无机卤化铅钙钛矿具有良好的光学性能和稳定性，在光电领域有着巨大的应用潜力。本研究通过水相合成的方法制备了全无机卤化铅钙钛矿纳米晶，并研究了其晶相转变和光学性能。实验证明，水相合成方法能够有效地控制纳米晶的大小和形貌。此外，通过改变反应条件，可以实现全无机卤化铅钙钛矿纳米晶的晶相的可逆转变。光学性能研究表明，全无机卤化铅钙钛矿纳米晶具有较高的发光效率和较宽的发光光谱范围，这为其在光电器件中的应用提供了有力的支持。

关键词：全无机卤化铅钙钛矿，纳米晶，水相合成，晶相转变，光学性能

1.引言

全无机卤化铅钙钛矿(PbCaTiO3)是一种重要的光电材料，具有良好的光学性能和稳定性，在太阳能电池、发光二极管、激光器等光电器件领域有着广泛的应用前景。由于其相对于有机钙钛矿具有更高的光稳定性，全无机卤化铅钙钛矿日益成为研究的热点。

2.实验方法

在本研究中，我们采用水相合成的方法制备了全无机卤化铅钙钛矿纳米晶。首先，将适量的铅盐和钙盐溶解于去离子水中，形成铅钙混合盐溶液。然后，将硝酸钛溶液滴加到铅钙混合盐溶液中，并进行机械搅拌。接着，在混合溶液中滴加过量的卤化物，形成临界成核点并促进纳米晶的形成。最后，将反应溶液在高温下进行退火处理，以获得稳定的全无机卤化铅钙钛矿纳米晶。

3.结果与讨论

通过调节反应条件，我们成功获得了不同形貌和尺寸的全无机卤化铅钙钛矿纳米晶。扫描电子显微镜(SEM)观察结果显示，纳米晶具有较好的形貌和尺寸分布。通过X射线衍射(XRD)分析，我们确定了纳米晶的晶体结构。不同的反应条件下，纳米晶体现出对晶相的可逆转变。在较低温度和短时间的退火处理下，全无机卤化铅钙钛矿纳米晶以尖晶石结构为主；而在较高温度和长时间的退火处理下，纳米晶则转变为钙钛矿结构。这种晶相可逆转变对于全无机卤化铅钙钛矿纳米晶的应用具有重要意义。

光学性能研究表明，全无机卤化铅钙钛矿纳米晶具有较高的发光效率和较宽的发光光谱范围。荧光光谱分析结果显示，纳米晶在可见光范围内具有良好的发光特性。由于其发光效率高和发光光谱范围广，全无机卤化铅钙钛矿纳米晶在光电器件中具有良好的应用前景。

4.结论

通过水相合成的方法，我们成功制备了全无机卤化铅钙钛矿纳米晶，并研究了其晶相转变和光学性能。实验结果表明，水相合成方法能够有效地控制纳米晶的大小和形貌。通过改变反应条件，可以实现全无机卤化铅钙钛矿纳米晶的晶相的可逆转变。光学性能研究表明，全无机卤化铅钙钛矿纳米晶具有较高的发光效率和较宽的发光光谱范围。这些结果为全无机卤化铅钙钛矿纳米晶在光电器件中的应用提供了有力的支持，也为深入理解其光学性能和晶相转变机制提供了新的研究思路。

综上所述，我们成功合成了全无机卤化铅钙钛矿纳米晶，并研究了其晶相转变和光学性能。通过水相合成方法，我们能够有效地控制纳米晶的大小和形貌。我们发现，在不同的反应条件下，纳米晶体现出对晶相的可逆转变，从尖晶石结构转变为钙钛矿结构。光学性能研究结果显示，全无机卤化铅钙钛矿纳米晶具有较高的发光效率和