[发明专利]一种对温度敏感的发光半导体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种对温度敏感的发光半导体材料，分子式为C₁₄N₄H₃₀Cu₂PbI₆，属于立方晶系，Pa‑3空间群，晶胞参数为Z＝4，晶胞体积为该半导体采用三乙烯二胺、CuI、PbI₂为原料，甲醇、乙腈和HI为混合溶剂的溶剂热方法合成，工艺简单、产率高。化合物在362nm紫外光激发下可以发射强烈红光，最大发射波长为727nm，在80‑300K温度范围内，荧光强度随温度升高而线性降低，荧光波长都随温度升高而线性增大，为温度敏感的半导体，在红外‑近红外荧光温度传感方面具有重要应用价值。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种对温度敏感的发光半导体材料及其制备方法和应用。

背景技术

温度是物质本身的物理参数，温度测量是科学研究与工业生产中非常重要的方面，因而温度的精确测量技术在现代工业中具有非常重要的研究价值与应用意义。传统的温度计主要采用热膨胀温度计、热电偶温度计和热敏电阻温度计等。然而这些温度计都是接触式温度计，在使用过程中，温度计必须与样品或测试环境紧密接触、二者之间通过热交换达到温度平衡以后才能测量温度。这种接触式温度计不能测量一些特殊环境下的温度，比如强磁场、强腐蚀、快速移动、高危险、生物体内等。这些特殊的测温需要要求开发新型的测温元件与技术，因此开发新型非接触式温度计具有非常重要的研究意义。

最近几年来，半导体光电材料由于具有优异的结构可调性与荧光性能引起了科学家的研究兴趣，特别是有机无机杂化半导体材料同时具有有机组分与无机组分两种半导体材料，具有优异的半导体荧光性能。半导体的荧光性能除了与自身结构组成有关外，还与外界环境有着密切的关系。例如荧光强度、发射波长、荧光寿命等参数都与外界温度存在直接的变换关系，因此利用半导体材料的荧光性能与温度之间的变换关系可以实现基于变温荧光传感技术的测温方法。在目前已经实现的荧光温度传感方法中，利用发射强度与发射峰位置的测温方法对材料的要求较低，精确度与灵敏度较高，因而具有重要的研究意义与应用价值。但是目前开发的荧光温度传感材料只能单纯的利用发射强度或者发射峰位置，很难实现荧光强度与发射峰位置的双重控制，检测方法比较单一。另外，目前开发的荧光温度传感材料主要材料稀土金属配合物，价格昂贵，资源稀缺，因而开发价格低廉、资源丰富的双重荧光温度传感材料成为大规模开发荧光温度传感器的研究难点。

有机模板剂导向的金属卤化物主要采用资源丰富的金属Cu、Ag、Pb作为荧光中心，制备工艺简单，能耗低，并且丰富多彩的有机胺模板剂为结构与荧光性能的调控提供了巨大的发展空间，在LED荧光、照明、显示、光通讯等方面都具有重要的应用价值。因而开发价格低廉、制备工艺简单、性能优异的新型金属卤化物变温荧光半导体具有重要的研究意义。

发明内容

针对现有技术中稀土配合物荧光传感材料价格昂贵、资源稀缺、检测方法单一等技术缺陷，本发明提供一种对温度敏感的发光半导体材料及其制备方法和应用。

本发明采用的技术方案为：

本发明所述的对温度敏感的发光半导体材料为[Me-DABCO]Cu₂PbI₆(Me-DABCO为N-甲基-三乙烯二胺)，分子式为C₁₄N₄H₃₀Cu₂PbI₆，属于立方晶系，Pa-3空间群，晶胞参数为Z＝4，晶胞体积为

本发明所述的对温度敏感的发光半导体材料的制备方法，具体包括以下步骤：

i)按照摩尔比为1～1.2:2～2.3:1～1.5的比例称量的DABCO、CuI、PbI₂作为反应原料，加入到3～4mLN,N-二甲基甲酰胺、0.5～1mL氢碘酸和1～2mL甲醇的混合溶剂中，将混合溶液装入聚四氟乙烯内胆，再密封于反应釜中；