[发明专利]一种准二维钙钛矿一体化光电传输器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种准二维钙钛矿光电传输一体化器件的制备方法，包括以下步骤：(1)制备发光层前驱体：将溴化铅、甲基溴化胺、异丁基溴化铵溶于有机溶剂制备成前驱液；(2)在透明导电衬底上依次沉积空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和金属电极，所述电子注入层在电子输入层上表面选取两个相互独立的区域进行沉积，所述电子注入层表面沉积所述金属电极，所述发光层通过步骤(1)中所述前驱液沉积而成。本发明的一体化光电传输器件发光波长在535nm并且发光光谱稳定；且在相同波长光激发下响应时间较短，响应度较高。一体化器件具有易于集成的优势以及在集成电路中芯片间的数据信息传递具有非常大的前景。

技术领域

本发明属于光信号传输领域，具体涉及一种一体化光电传输器件及其制备方法。

背景技术

光通信较于电通信具有传输容量大、保密性好，信号不易失真等好处，但目前在短程领域通过电信号传输仍占主导地位；光器件作为光通信系统的核心，通过核心光电元件实现光信号的发射、接收、信号处理等功能。光器件根据功能不同可分为激光芯片和探测器芯片，光器件性能需要向速率高、频谱宽、损耗小、功耗低、灵敏度高、时延短、非线性弱、集成度高、尺寸小、价格便宜的方向不断发展。短距离自由空间传输的一体化光电传输器件，将光信号的产生和接收集成到一个器件中，以实现在两个相同的器件之间双向传输光信号，对于发展小型化和集成光电器件具有深刻价值。

发明内容

发明目的：本发明旨在提供一种基于准二维钙钛矿的一体化光电传输器件，发光峰位于 535nm，电致发光光谱稳定；本发明的另一个目的是提供上述一体化光电传输器件的制备方法。

技术方案：本发明所述的一种一体化光电传输器件的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备发光层前驱体，将溴化铅，甲基溴化胺，异丁基溴化铵溶于有机溶剂制备成前驱液；

(2)在透明导电衬底上依次沉积空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层和金属电极，所述电子注入层在电子输入层上表面选取两个相互独立的区域进行沉积，所述电子注入层表面沉积所述金属电极，最终形成2PCS独立的金属电极，所述发光层通过步骤(1)中所述前驱液沉积而成。

进一步的，步骤(1)中所述有机溶剂为DMF、DMSO、GBL中的一种或几种。

进一步的，步骤(1)中所述前驱液中溴化铅、甲基溴化胺按照1.5∶1-2∶1的摩尔比配置，异丁基溴化铵和甲基溴化胺摩尔数相同，其中甲基溴化胺摩尔浓度为0.1-1mol/L。

进一步的，步骤(1)将MABr、PbBr₂和iso-BABr按照3∶2∶2的摩尔比溶于1mL有机溶剂，在25℃常温下搅拌30min，其中PbBr₂和iso-BABr的摩尔量为0.5mM左右。

进一步的，步骤(2)中所述透明导电衬底为图案化的ITO或柔性透明导电电极。

进一步的，步骤(2)中所述空穴传输层的厚度为20-50nm，所述空穴传输层的材质为 PEDOT：PSS、Poly-TPD、TFB中的一种或几种。

进一步的，步骤(2)中所述发光层厚度为100-300nm。

进一步的，步骤(2)中所述电子传输层的厚度为20-100nm，材质为TPBi或者B₃PyMPM。

进一步的，步骤(2)中所述电子注入层为1-3nm LiF。

进一步的，步骤(2)中所述金属电极厚度为5nm-200nm，材质为金、银、铝中的一种或多种组合。

进一步的，步骤(2)为在透明导电基底上沉积空穴传输层；在空穴传输层上沉积准二维钙钛矿作为发光层；在发光层上沉积电子传输层注入层与金属电极。