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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电材料领域,尤其涉及一种铅基杂化半导体材料(hatz)(hea)4pb3i11与其x射线探测应用,其中(hatz)+为质子化的2-氨基噻唑阳离子,(hea)+为质子化的乙胺阳离子。
技术介绍
1、有机-无机金属卤化物杂化钙钛矿是一种具有广阔应用前景的半导体材料,尤其是在光电应用领域,它们的器件性能明显优于其他种类的化合物比如:发光二极管,场效应晶体管,一些激光器以及探测器包括光电探测器,例如:x-射线探测器和g-射线探测器等。目前,商用的x射线探测器大都是由无机半导体材料(如硅,a-硒)制成,这些材料都是从岩石中提炼获得,这一过程对自然环境造成了极大破坏。有机-无机金属卤化物杂化钙钛矿半导体材料具有高原子系数的重原子能促进对高能x射线的吸收,因此引起了许多科研工作者的研究兴趣。此外,能够有效调节电子和光学性质是一维有机-无机杂化钙钛矿的一个突出的亮点。这些特性使得其具有成为高性能x射线探测器的潜力。
2、金属卤化物钙钛矿材料具有许多优异的电学特性和光学特性,例如:可调节的带隙、高量子效率、强的光致发光、高的缺陷容忍度、量子约束效应和长的载流子寿命等优点,并且其合成原料成本低、储量丰富、易于合成结构不同的化合物,具有广阔的光电应用前景。
3、其中一维混合钙钛矿其独特的结构特点使其兼具有机组分的特性和无机组分的优点因而展示出优异的光电特性,例如激子结合能较低,载流子运输性能优异和光吸收性能良好等等。较高的吸收系数,载流子迁移率高,载流子扩散长度大和具有,与三维立方钙钛矿原型材料相比,一维混合钙
4、一维混合钙钛矿的无机部分和有机部分之间通过非共价(如氢键)的电子相互作用对低维金属卤化物杂化钙钛矿的x射线探测性能具有决定性影响。氢键的增多增强可以缩短无机链间距,从而促进两个无机部分之间的电荷传输。因此,这种独特的特性使一维混合钙钛矿成为组装新型光电器件的候选材料,特别是高性能的x射线探测器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种一维铅基有机-无机杂化光电半导体材料,该材料克服了现阶段无机光电材料合成方法和成本控制等方面的不足;该材料的合成选用双阳离子,不仅克服了现有单阳离子合成方法在结构调控方面的不足,而且优化了无机链之间的电荷传输。该材料合成方法简单,材料本身具有低成本,x射线探测性能良好的特点。
2、本专利技术的技术方案包括以下内容。
3、1. 一种一维铅基有机-无机杂化光电半导体材料(hatz)(hea)4pb3i11与其x射线探测应用,其中(hatz)+为质子化的2-氨基噻唑阳离子,(hea)+为质子化的乙胺阳离子。该材料结晶于正交晶系,cmcm空间群,单胞参数为a = 8.79 (3) å,b = 21.90 (7) å,c =23.97 (7) å,α = 90 º,β = 90 º,γ = 90 º。材料的晶体颜色为黄色,表现为一维有机-无机杂化类型的结构,材料中一维无机链的每个pb原子都处于六配位(pbi6)八面体环境中。三个(pbi6)八面体以共享面连接到线性三核(pb3i12)单元中,该单元进一步以末端i原子为相邻单元,沿c轴呈现锯齿形无限(pb3i11)5-链,(hatz)+和(hea)+阳离子在(pb3i11)5-链之间有序交错排列。
4、2. 如项1所述的一维铅基有机-无机杂化光电半导体材料的制备方法,将2 g 乙酸铅、0.5 g 2-氨基噻唑、2 ml乙胺和10 ml hi加到烧杯中,在室温下磁力搅拌加热溶解,在程序控温烘箱中缓慢降至室温可得黄色板状晶体,即为(hatz)(hea)4pb3i11。
5、3. 如项1所述的铅基杂化光电半导体材料的用途,其特征在于:该化合物具有优良的x射线探测性能,用于x射线探测器件制作。
6、本专利技术的有益效果为产物的合成条件简单、易控,材料稳定性高且具有x射线探测性能,可用作x射线探测器件的制作。
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1.一种一维铅基有机-无机杂化光电半导体材料,其特征在于:该材料的分子式为(HATZ)(HEA)4Pb3I11,式中(HATZ)+为质子化的2-氨基噻唑阳离子,(HEA)+为质子化的乙胺阳离子,材料结晶于正交晶系,Cmcm空间群,单胞参数为a = 8.79 (3) Å,b = 21.90 (7) Å,c= 23.97 (7) Å,α = 90 º,β = 90 º,γ = 90 º;材料晶体颜色为黄色,表现为一维链状的结构特点,其中一维无机链的每个Pb原子都处于六配位(PbI6)八面体环境中;三个(PbI6)八面体以共享面连接到线性三核(Pb3I12)单元中,该单元进一步以末端I原子为相邻单元,沿c轴呈现锯齿形无限(Pb3I11)5-链,(HATZ)+和(HEA)+阳离子在(Pb3I11)5-链之间有序交错排列。
2.一种权利要求1所述的一维铅基有机-无机杂化光电半导体材料的制备方法:以1:1:7的摩尔比称量乙酸铅、2-氨基噻唑和乙胺置于HI溶液中,磁力加热搅拌至反应物溶解,在程序控温烘箱中缓慢降至室温得到(HATZ)(HEA)4Pb3I11的黄色片状晶体。
< ...【技术特征摘要】
1.一种一维铅基有机-无机杂化光电半导体材料,其特征在于:该材料的分子式为(hatz)(hea)4pb3i11,式中(hatz)+为质子化的2-氨基噻唑阳离子,(hea)+为质子化的乙胺阳离子,材料结晶于正交晶系,cmcm空间群,单胞参数为a = 8.79 (3) å,b = 21.90 (7) å,c= 23.97 (7) å,α = 90 º,β = 90 º,γ = 90 º;材料晶体颜色为黄色,表现为一维链状的结构特点,其中一维无机链的每个pb原子都处于六配位(pbi6)八面体环境中;三个(pbi6)八面体以共享面连接到线性三核(pb3i12)单元中,...
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