[发明专利]一种CVD构建CsPbBr3纳米片电致发光器件的方法

说明书

本发明涉及一种CVD构建CsPbBr₃纳米片电致发光器件的方法。其制备方法为：将摩尔比为1.85‑2.05:1的CsBr和PbBr₂粉装入瓷舟壹(1)，并将刻蚀有电极的ITO玻璃片平铺于瓷舟贰(2)上后，将瓷舟壹(1)置于水平管式炉的中部，将瓷舟贰(2)置于水平管式炉中靠近出气口的一端；通入载气，排出炉内空气后，通入载气，并升温至瓷舟壹(1)的加热温度为570‑600℃、瓷舟贰(2)的加热温度为300‑400℃，进行沉积，得到产品。本发明首次用一种简单的方法在ITO电极上构建了CsPbBr₃纳米片器件，并得到了在电注入下的发光。所得器件性能高效稳定，可以应用于纳米级光电集成电路。

技术领域

本发明涉及一种CVD构建CsPbBr₃纳米片电致发光器件的方法，属于新型半导体材料无机钙钛矿光电应用技术领域。

技术背景

单纳米结构电致发光器件，作为纳米级光源，是光电集成系统中的一个重要单元。通常纳米结构中的电致发光都是设计P-N结来实现，电子和空穴从分别从 n型和p型方向注入，在结区复合发光。P,N型的改变一般需要通过化学掺杂来控制，这对于单纳米结构是非常困难的。对于纯组分的单纳米结构，电致发光也可以在金属-半导体的肖特基结附近实现，其发光原理可以是热电子碰撞。这种电致发光首先在碳纳米管中实现，也在其他的半导体材料包括CdSe纳米线，MoS2 层状材料中实现。然后一个共同的缺点是这种电致发光效率较低。因而寻找一种高量子效率的材料是必要的。

新型钙钛矿材料，如，由于其优异的光电性能，最近引起的了广泛的关注。这种新出现的直接带隙半导体材料，缺陷少，量子效率高，带隙可以通过控制组分连续可调，因而在低阈值激光器，高效率光探测器，LED等方面有重要的应用。其中全无机钙钛矿，具有更高的稳定性，高的激子束缚能和高的量子效率，是作为纳米光源的理想材料。

尽管全无机钙钛矿材料的光泵浦激光和量子点LED都有报道，然而基于单纳米结构的电致并没有实现。主要的困难是CsPbX₃易溶于溶剂，包括水和丙酮，因而用传统的微加工方法如光刻和电子束曝光制备CsPbX₃的器件难以实现。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明尝试了采用CVD方法制备CsPbX₃(x＝Cl、Br、 I)纳米片电致发光器件；但发现只有CsPbBr₃能成功。基于此本发明了提供一种CVD构建CsPbBr₃纳米片电致发光器件的方法。解决了现有技术难以通过传统微加工制备的CsPbBr₃纳米器件特别是电致发光器件的困难。

本发明一种CVD构建CsPbBr₃纳米片电致发光器件的方法为：

将摩尔比为1.85-2.05:1、优选为2:1的CsBr和PbBr₂粉装入瓷舟壹(1)，并将刻蚀有电极的ITO玻璃片平铺于瓷舟贰(2)上后，将瓷舟壹(1)置于水平管式炉的中部，将瓷舟贰(2)置于水平管式炉中靠近出气口的一端；通入载气，排出炉内空气后，持续通入载气，并升温至瓷舟壹(1)的加热温度为570-600℃、瓷舟贰(2)的加热温度为300-400℃，载气将CsBr和PbBr₂蒸汽送至ITO玻璃片并沉积得到所述CsPbBr3纳米片；沉积时，载气流速为30-70sccm、炉内压力为280-320Torr。

本发明一种CVD构建CsPbBr₃纳米片电致发光器件的方法；所述刻蚀有电极的ITO玻璃片是通过下述方案制备的：

取ITO片为衬底，切割成设定尺寸后清洗、干燥，然后涂覆一层光刻胶；干燥、曝光、、显影；显影后，放入ITO刻蚀液中刻蚀，刻蚀后，洗涤、干燥；得到刻蚀有电极的ITO玻璃片；所述光刻胶为负胶。