[发明专利]一种具有光学增益特性的混合多阳离子钙钛矿材料薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有光学增益特性的混合多阳离子钙钛矿材料薄膜，其特征在于，所述混合多阳离子钙钛矿材料薄膜的化学结构通式为[(A_0.87BxCy)PbX₃]_b[A’₂PbX₄]_c；

其中，A选自甲基胺阳离子、甲脒阳离子和无机铯阳离子中的一种或多种；

B选自甲基胺阳离子、甲脒阳离子和无机铯阳离子中的一种或多种；

C选自甲基胺阳离子、甲脒阳离子和无机铯阳离子中的一种或多种；

A’为萘甲胺阳离子、丁胺阳离子和苯乙胺阳离子中的一种或多种；

X为卤素阴离子；

b:c为1:(0.2-0.8)；

A_0.87BxCy中，x+y＝0.13，0.87为A与A+B+C总质量的质量比，x为B与A+B+C总质量的质量比，y为C与A+B+C总质量的质量比；

混合多阳离子钙钛矿材料薄膜的厚度为20nm～200nm；增益系数为800～3000cm^-1；发光波长范围在510-530nm；粗糙度为0.5nm-5nm。

2.一种权利要求1所述具有光学增益特性的混合多阳离子钙钛矿薄膜材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)将AX、BX、CX和PbX₂按照2.2:m:n:1的摩尔比例溶于前驱体溶剂中，其中，m+n等于0.01，加热搅拌过滤后得到3D钙钛矿(A_0.87BxCy)PbX₃的前驱体溶液；其中3D钙钛矿(A_0.87BxCy)PbX₃的摩尔浓度是0.2-0.5mol·L^-1；

2)将A’X和PbX₂按照2:1的摩尔比例溶于前驱体溶剂中，形成2D钙钛矿A’₂PbX₄的前驱体溶液；其中2D钙钛矿A’₂PbX₄的摩尔浓度范围是0-0.5mol·L^-1；

3)将3D钙钛矿(A_0.87BxCy)PbX₃的前驱体溶液与2D钙钛矿A’₂PbX₄的前驱体溶液等体积混合，得到多阳离子混合的钙钛矿前驱体溶液；

4)取适量多阳离子混合的钙钛矿前驱体溶液滴在基片上，溶液铺展开并在基片上滞留，旋涂成膜去除前驱体溶剂得到具有光学增益特性的混合多阳离子钙钛矿薄膜材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶剂选自N-N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和γ-丁内酯中的一种或者多种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述基片为玻璃、硅片、石英或者蓝宝石。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4)的旋涂成膜，转速为1000-6000r·min^-1，时间为30-200s。

6.权利要求1所述具有光学增益特性的混合多阳离子钙钛矿材料薄膜在制作钙钛矿激光器中的应用。