Yb制造技术

本发明专利技术的Yb

【技术实现步骤摘要】
Yb
3+
掺杂CsPbBr3PMSCs及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于光电材料制备
，尤其涉及一种Yb
3+
掺杂CsPbBr3PMSCs及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]低维钙钛矿魔幻尺寸团簇(PMSCs,Perovskite Magic
‑
Sized Clusters)材料具有发光颜色可调、电荷传输性能优异、窄带发射色纯度高和光量子效应显著等独特优点而在生物荧光成像、细胞标记、超高清显示、生物化学传感器和光催化等领域极具发展潜力。然而，PMSCs由于较大比表面积引起较多的表面缺陷在环境中稳定性存储性能差、含有毒重金属铅元素和光谱范围仅能覆盖可见光区的不足，基于此，这对今后设计、开发和应用PMSCs基光电器件面临严峻挑战。
[0003]在结构和性能上，PMSCs材料具有小尺寸(～2nm)、窄的荧光半峰宽 (FWHM＜15nm)、显著的量子限域效应、较高比表面积和较多的表面缺陷等独特性质，因而能够对PMSCs材料进行结构性能改性。目前，关于CsPbBr
3 PMSCs的相关研究主要集中在独特的尺寸、组分、稳定性和光电性质的相关研究。通过对CsPbBr
3 PMSCs进行改性研究，已经能够制备出荧光量子产率较高、过渡金属Mn
2+
掺杂和小尺寸(～2nm)样品，但是现有掺杂PMSCs的技术尚未突破近红外发光的技术瓶颈。
[0004]镧系稀土离子掺杂低维PMSCs材料不仅具有PMSCs材料本征优异的物理化学性质,而且镧系稀土离子特殊4f价电子构型赋予PMSCs材料优异的光、电、磁和催化等独特性能，同时能够创造新的发射特性、增强稳定性、降低缺陷态密度等，故镧系稀土离子与PMSCs材料协同作用能够设计制备出光电性能和稳定性优异的新型光电功能材料。本研究聚焦CsPbBr
3 PMSCs进行研究，在组成上，CsPbBr
3 PMSCs的结构由Cs
+
、Pb
2+
和卤素离子Br
‑
组成；在结构上，通常将镧系稀土离子引入到钙钛矿的A、B位或者B位，拓宽CsPbBr
3 PMSCs 的发光光谱范围从原来的紫外光区到紫外
‑
近红外光区，提高材料的光电应用范围；在物理化学性质上，与大尺寸的钙钛矿块体和钙钛矿薄膜相比，具有量子限域效应的CsPbBr
3 PMSCs材料因存在更大的激子结合能，结合表面钝化策略和掺杂取代策略能够有效减少表面缺陷，有效改善材料的稳定性、毒性和光电性能。此外，与有机
‑
无机杂化钙钛矿相比，无机CsPbBr
3 PMSCs由于不存在有机组分使其具备对温度、H2O和O2更强的稳定性。因而，无机CsPbBr
3 PMSCs的制备合成工艺对促进在新型光电器件领域的应用具有十分广阔的市场前景。镧系稀土离子具有极为丰富的能级和4f电子跃迁效应促使稀土掺杂材料表现出光谱范围宽且内涵丰富的量子行为和光电特性。通过掺杂取代策略， CsPbBr
3 PMSCs能够实现紫外区和近红外区的吸收和发射，进而有效提升并拓展其光电应用。然而，目前关于镧系稀土掺杂PMSCs的相关研究还未有相关报道。
[0005]因此，镧系稀土离子掺杂PMSCs对制备高品质钙钛矿型上转换纳米材料器件具有重要的研究意义和实用价值。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在解决现有技术中的缺陷，提供一种高效双发射、荧光量子产率高、稳定性优异的Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs及其制备方法和应用，实现CsPbBr
3 PMSCs在外界环境中的稳定存储和近红外光区的稳定性发光，从而达到反应生成稳定性和光学性能优异的CsPbBr
3 PMSCs的目标。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs的制备方法，包括以下步骤：
[0008]按比例称取CsBr和PbBr2后将其溶解于溶剂中，得到混合溶液1；
[0009]将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]按比例称取含Yb
3+
的化合物并加入到所述混合溶液2中，溶解后得到前驱体溶液；
[0011]取所述前驱体溶液注入反溶剂中，得到Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs溶液；
[0012]高速离心洗涤纯化所述Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs溶液得到Yb
3+
掺杂 CsPbBr
3 PMSCs。
[0013]优选地，CsBr和PbBr2的物质的量比为(0.5～1.2)：1，所述溶剂为二甲基亚砜或N,N
‑
二甲基甲酰胺，PbBr2和溶剂的添加量之比为0.02mmol：(0.1～1.1)mL。
[0014]优选地，油酸和PbBr2的物质的量之比为(0.2～0.8)：1，油胺和PbBr2的物质的量之比为(0.1～0.6)：1。
[0015]优选地，含镧系稀土Yb
3+
的化合物和PbBr2的物质的量之比为(0.04～0.1)： 1。
[0016]优选地，所述反溶剂为正己烷、甲苯、二氯甲烷和三氯甲烷中的任意一种，所述前驱体溶液和反溶剂的体积比为(0.1～0.5)：(2～10)。
[0017]优选地，高速离心的转速为6000～12000r/min，经多次高速离心，每次15
‑
20 min，每次高速离心后取上清液，得到分离纯化后的Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs，置于0
‑
5℃的冰箱内存储。
[0018]优选地，溶解处理均为常温搅拌溶解；含Yb
3+
的化合物为Yb(NO3)3·
5H2O、 Yb2(SO4)3、YbBr3、YbCl3和YbI3中的一种或两种的混合物。
[0019]本专利技术还提供一种采用上述制备方法制备得到的Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs。
[0020]本专利技术还提供一种如上述制备方法制备的Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs或者如上述Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs在近红外发光领域中的应用。
[0021]本专利技术还提供一种光电器件，所述光电器件中包含有如上所述制备方法制备的Yb
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掺杂CsPbBr
3 PMSCs，或者如上所述的Yb
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掺杂CsPbBr
3 PMSCs。
[0022]本专利技术采用上述技术方案的优点是：
[0023]本专利技术的Yb
3+
掺杂CsPbBr
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按比例称取CsBr和PbBr2后将其溶解于溶剂中，得到混合溶液1；将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；按比例称取含Yb
3+
的化合物并加入到所述混合溶液2中，溶解后得到前驱体溶液；取所述前驱体溶液注入反溶剂中，得到Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs溶液；高速离心洗涤纯化所述Yb
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掺杂CsPbBr
3 PMSCs溶液得到Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs。2.根据权利要求1所述的Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs的制备方法，其特征在于，CsBr和PbBr2的物质的量比为(0.5～1.2)：1，所述溶剂为二甲基亚砜或N,N
‑
二甲基甲酰胺，PbBr2和溶剂的添加量之比为0.02mmol：(0.1～1.1)mL。3.根据权利要求1所述的Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs的制备方法，其特征在于，油酸和PbBr2的物质的量之比为(0.2～0.8)：1，油胺和PbBr2的物质的量之比为(0.1～0.6)：1。4.根据权利要求1所述的Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs的制备方法，其特征在于，含Yb
3+
的化合物和PbBr2的物质的量之比为(0.04～0.1)：1。5.根据权利要求1所述的Yb
3+
掺杂CsPbBr
3 PMSCs的制备方法，其特征在于，所述反溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐珂，薛冬峰，杨钰，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：