[发明专利]Mn2+

说明书

本发明的Mn²⁺和Yb³⁺双掺杂CsPbBr₃PMSCs及其制备方法和应用，属于光电材料制备技术领域。本发明的制备方法包括以下步骤：称取溴化铯和溴化铅后将其溶解于溶剂中得到混合溶液1；将油酸和油胺依次加入混合溶液1中，溶解后得到混合溶液2；将含Mn²⁺的化合物和含Yb³⁺的化合物加入到混合溶液2中，溶解后得到前驱体溶液；取前驱体溶液注入反溶剂中，得到Mn²⁺和Yb³⁺双掺杂CsPbBr₃PMSCs溶液；再高速离心洗涤纯化。本发明Mn²⁺和Yb³⁺双掺杂CsPbBr₃PMSCs，在可见光和近红外光范围内具有优异色纯度高、稳定性强、荧光寿命长和低毒的优点，可应用于近红外发光领域和光电器件中。

技术领域

本发明属于光电材料制备技术领域，尤其涉及一种Mn²⁺和Yb³⁺双掺杂 CsPbBr₃PMSCs及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，钙钛矿纳米材料因具有优异的光电性能在光电应用研究领域备受关注。其中，低维钙钛矿魔幻尺寸团簇(PMSCs,Perovskite Magic-Sized Clusters) 材料具有不连续的电子能级、量子限域效应、类分子态介尺度光致发光颜色可调、良好的光学稳定性和窄带发射色纯度高等优良特性，在生物成像、光催化、传感和高清显示等光电研究领域具有极大的应用前景。但是，PMSCs由于含铅毒性、光谱应用范围限制在可见光范围以及难以实现近红外发光和光致发光荧光量子产率(PLQYs)长期存储较低等不足，严重限制了在光电器件领域的开发和应用。尽管目前关于增强PMSCs的PLQYs和稳定性的策略已被提出，但是仍然面临着稳定性和光谱覆盖应用范围较难兼具的问题。

PMSCs材料由于具有粒子尺寸小(～2nm)、色纯度高、量子效应显著和易于功能化改性等独特性质具有十分广阔的商业前景和应用潜力。然而，PMSCs 材料存在光谱应用范围仅限于可见光区、含Pb²⁺有毒元素和稳定性不佳的不足限制其进一步的开发和应用。掺杂是改变薄膜和纳米结构半导体电学、光学和磁性性质的一种常用研究方法。目前，关于掺杂钙钛矿材料的研究较多，二价过渡金属离子Mn²⁺掺杂PMSCs因高的PLQYs、较大的斯托克斯位移、较长的荧光寿命和极为丰富的自旋电子学行为等优点，同时在光谱上呈现出可调的单峰发光，荧光发射峰在～600nm的可见光区而被广泛应用于照明和显示等光电领域。但关于兼具可见光和近红外光范围双发射的双掺杂PMSCs相关研究还未有报道。

因此，亟需研究一种新的掺杂PMSCs材料，在可见光和近红外光范围内具有优异色纯度高、稳定性强、荧光寿命长和低毒的优点。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的缺陷，提供一种Mn²⁺和Yb³⁺双掺杂CsPbBr₃ PMSCs及其制备方法和应用，基于二价过渡金属离子和三价镧系稀土金属离子双掺杂，结合有机羧酸油酸和有机胺油胺表面钝化，通过对PMSCs结构内部和表面的掺杂取代和缺陷钝化，进而改善PMSCs的含铅毒性，延长荧光寿命，提高环境适应能力，突破在可见光区和近红外光区的精准显色控制。

为实现上述目的，本发明提供一种Mn²⁺和Yb³⁺双掺杂CsPbBr₃ PMSCs的制备方法，包括以下步骤：

按比例称取CsBr和PbBr₂后将其溶解于溶剂中，得到混合溶液1；

将油酸和油胺按比例依次加入所述混合溶液1中，溶解后得到混合溶液2；

按比例称取含Mn²⁺的化合物和含Yb³⁺的化合物并加入到所述混合溶液2 中，溶解后得到前驱体溶液；