金属卤化物钙钛矿材料的制备及其发光器件研究

《金属卤化物钙钛矿材料的制备及其发光器件研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、—————————————————————金属卤化物钙钛矿材料的制备及其发光器件研究—————————————————————StudyonthePreparationofMetalHalidePerovskitesandtheLightEmittingDevices————————————作者姓名：庄仕伟专业名称：微电子学与固体电子学研究方向：半导体光电子学指导教师：张宝林教授学位类别：理学博士培养单位：电子科学与工程学院论文答辩日期：2018年05月30日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席：宋航研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所委员：黎大兵研究员中国科学院长

2、春光学精密机械与物理研究所缪国庆研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所刘星元研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所徐海阳教授东北师范大学杜国同教授吉林大学张源涛教授吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人

3、或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士博士学科专业：微电子学与固体电子学论文题目

4、：金属卤化物钙钛矿材料的制备及其发光器件研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：长春市前进大街2699号唐敖庆楼D441室（130012）作者联系电话：0431-85168241-8113摘要近年来，金属卤化物钙钛矿材料因其优异的光电性能，如直接可调的带隙，良好的载流子传输特性，高的转换效率等，已经成为了光电领域的明星材料之一。基于钙钛矿材料的发光器件相对于其他发光器件有高的发光色纯度，低廉的成本以及简单的制备工艺等优点，具有巨大的市场应用潜力。然而，相对钙钛矿材料繁杂多样的制备方法，相应的制备参数对材料的特性影响这样基础和系统的研究报道比较少见；另外，钙钛矿发光器件中一般都含

5、有有机组分，导致其发光稳定性差，严重阻碍了器件实用化的道路。针对以上钙钛矿研究中的难点和热点问题，本文基于有机金属卤化物钙钛矿材料和无机金属卤化物钙钛矿材料两方面，深入研究钙钛矿材料的一步法和两步法制备，揭示了工艺参数对钙钛矿材料的表面形貌、结晶质量和光学特性的影响规律并且采用变温PL技术研究材料的光电特性；详细研究了钙钛矿器件中传输层材料的制备和优化；基于器件不同的发光薄膜和发光结构，制备了三种类型的钙钛矿LED，研究其器件发光特性，阐述器件的发光机理，深入分析器件的工作稳定性。具体的研究内容如下：1、分别采用一步法和两步法制备CH3NH3PbBr3。一步法中，改变溶液的旋涂速度、退火时间、

6、退火温度等因素，两步法中的旋涂-浸泡法中，改变溴化铅层的旋涂速度、浸泡温度和时间等因素，旋涂-旋涂法中，改变MABr旋涂速度和退火时间等因素，研究工艺条件对CH3NH3PbBr3表面形貌、光学和结晶特性的影响。2、采用蒸发-浸泡法和蒸发-蒸发法制备CsPbBr3。蒸发-浸泡法中，改变溴化铅蒸发速率和浸泡时间，在蒸发-蒸发法中，改变溴化铅和溴化铯蒸发顺序，退火气氛和温度等，研究了不同工艺条件对CsPbBr3表面形貌、光学和结晶特性的影响。3、在MOCVD技术生长的ZnO纳米棒衬底上，采用蒸发-浸泡方法制备出CH3NH3PbI3−XClX材料。研究了钙钛矿层的表面形貌和室温光学特性，对样品进行变温

7、PL测试，详细分析结果，拟合计算出其对应的激子束缚能为77.6±10.9ImeV，光学声子的能量为38.8±2.5meV，温度系数为0.25±0.005meV/K。4、制备并优化钙钛矿LED传输层ZnO、NiO和Al2O3。采用磁控溅射技术，改变溅射功率、压强和氩氧比来优化三种材料特性。研究表明，溅射薄膜形貌主要受高能粒子轰击和粒子间碰撞影响，电学特性主要受溅射工艺对镍空位或锂并入多少的影响。5、