有机金属三卤化物MAPbBr 3 钙钛矿单晶的荧光特性及调控研究
发布时间：2023-10-30 19:56
钙钛矿材料AMX3(A=有机或无机阳离子,M=金属阳离子,X=卤素阴离子)作为一类新兴的半导体材料,由于其独特的晶体和电子结构,具有出色的光电特性(例如高吸收系数、高载流子迁移率和长扩散长度),已经被广泛应用于各种光电器件的研究(例如太阳能电池、发光二极管、激光器、场效应晶体管和光电探测器等)。迄今为止,已被报道的钙钛矿材料包括量子点、纳米线、纳米棒、薄片、多晶薄膜、单晶块状和单晶薄膜等。在这些不同形貌的钙钛矿材料中,钙钛矿单晶由于其较低的缺陷密度和可忽略不计的晶界而具有最优异的载流子传输性能,在太阳能电池和光电探测器等应用中具有高性能表现。然而,与多晶薄膜相比,有机金属三卤化物MAPbBr3(MA=CH3NH3+)单晶的发光通常较弱,基于钙钛矿单晶的发光器件的报道很少。在保持MAPbBr3单晶优异载流子传输特性的同时,如何改善和调控其荧光特性,对制备自供给吸光-发光器件(例如发光太阳能电池)和发光传输器件(例如发光晶体管)具有重要的意义。缺陷(包括表面缺...
【文章页数】：192 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 钙钛矿材料的发展及应用
1.1.1 钙钛矿材料的发展
1.1.2 钙钛矿材料的应用
1.2 钙钛矿单晶的制备
1.2.1 钙钛矿单晶块体的制备
1.2.2 钙钛矿单晶薄片/薄膜的制备
1.3 激光在钙钛矿材料中的应用
1.3.1 激光诱导钙钛矿结晶生长
1.3.2 激光直接加工钙钛矿材料
1.3.3 激光治愈钙钛矿材料缺陷
1.4 偏压在钙钛矿材料中的应用
1.5 论文研究内容和章节安排
第2章 飞秒激光加工微/纳米结构实现MAPbBr3单晶荧光强度调控
2.1 引言
2.2 MAPbBr3 单晶块体的合成与表征
2.2.1 MAPbBr3 单晶块体的合成
2.2.2 MAPbBr3 单晶块体的表征
2.3 飞秒激光加工MAPbBr3 单晶表面微/纳米结构
2.3.1 飞秒激光微加工系统
2.3.2 飞秒激光加工MAPbBr3 单晶表面微/纳米结构
2.4 飞秒激光加工后的MAPbBr3 单晶荧光调控
2.4.1 空气环境中的荧光调控
2.4.2 氮气环境中的荧光调控
2.5 荧光调控的机理探究
2.5.1 光子再循环和光输出耦合机理
2.5.2 MAPbBr3 单晶表面钝化机理
2.6 本章小结
第3章 MAPbBr3单晶载流子寿命及迁移率的厚度依赖性
3.1 引言
3.2 不同厚度MAPbBr3 单晶薄膜的合成及表征
3.2.1 MAPbBr3 单晶薄膜的合成
3.2.2 MAPbBr3 单晶薄膜的表征
3.3 MAPbBr3 单晶中稳态荧光与动态荧光的厚度依赖性
3.3.1 稳态荧光的厚度依赖性
3.3.2 动态荧光的厚度依赖性
3.4 MAPbBr3 单晶SCLC的厚度依赖性
3.4.1 MAPbBr3 单晶VTFL的厚度依赖性
3.4.2 MAPbBr3 单晶缺陷密度及载流子迁移率的厚度依赖性
3.5 MAPbBr3 单晶中载流子传输机理
3.5.1 MAPbBr3 单晶的三层载流子传输模型
3.5.2 MAPbBr3 单晶表面层的厚度依赖性变化
3.6 本章小结
第4章 MAPbBr3单晶光学和电学特性的偏压调控及忆阻器应用
4.1 引言
4.2 不同偏压下MAPbBr3 单晶的三层载流子传输模型
4.3 偏压实验装置及MAPbBr3 单晶表征
4.3.1 MAPbBr3 单晶块体偏压实验装置
4.3.2 偏压实验中的MAPbBr3 单晶表征
4.4 MAPbBr3 单晶动态荧光的偏压调控
4.4.1 MAPbBr3 单晶不同位置处荧光寿命的偏压调控
4.4.2 MAPbBr3 单晶不同位置处载流子寿命及分数贡献的偏压调控
4.4.3 MAPbBr3 单晶不同位置处表面缺陷及表面复合速率的偏压调控
4.5 MAPbBr3 单晶稳态荧光的偏压调控
4.5.1 MAPbBr3 单晶不同位置处稳态荧光的偏压调控
4.5.2 去偏压后MAPbBr3 单晶的稳态PL恢复
4.6 MAPbBr3 单晶偏压调控在忆阻器中的潜在应用
4.6.1 MAPbBr3 单晶偏压调控下的循环伏安曲线
4.6.2 MAPbBr3 单晶偏压调控下的多阻值切换
4.6.3 MAPbBr3 单晶偏压调控下的脉冲响应
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要工作总结
5.2 论文创新点
5.3 工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3859085
【文章页数】：192 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 钙钛矿材料的发展及应用
1.1.1 钙钛矿材料的发展
1.1.2 钙钛矿材料的应用
1.2 钙钛矿单晶的制备
1.2.1 钙钛矿单晶块体的制备
1.2.2 钙钛矿单晶薄片/薄膜的制备
1.3 激光在钙钛矿材料中的应用
1.3.1 激光诱导钙钛矿结晶生长
1.3.2 激光直接加工钙钛矿材料
1.3.3 激光治愈钙钛矿材料缺陷
1.4 偏压在钙钛矿材料中的应用
1.5 论文研究内容和章节安排
第2章 飞秒激光加工微/纳米结构实现MAPbBr3单晶荧光强度调控
2.1 引言
2.2 MAPbBr3 单晶块体的合成与表征
2.2.1 MAPbBr3 单晶块体的合成
2.2.2 MAPbBr3 单晶块体的表征
2.3 飞秒激光加工MAPbBr3 单晶表面微/纳米结构
2.3.1 飞秒激光微加工系统
2.3.2 飞秒激光加工MAPbBr3 单晶表面微/纳米结构
2.4 飞秒激光加工后的MAPbBr3 单晶荧光调控
2.4.1 空气环境中的荧光调控
2.4.2 氮气环境中的荧光调控
2.5 荧光调控的机理探究
2.5.1 光子再循环和光输出耦合机理
2.5.2 MAPbBr3 单晶表面钝化机理
2.6 本章小结
第3章 MAPbBr3单晶载流子寿命及迁移率的厚度依赖性
3.1 引言
3.2 不同厚度MAPbBr3 单晶薄膜的合成及表征
3.2.1 MAPbBr3 单晶薄膜的合成
3.2.2 MAPbBr3 单晶薄膜的表征
3.3 MAPbBr3 单晶中稳态荧光与动态荧光的厚度依赖性
3.3.1 稳态荧光的厚度依赖性
3.3.2 动态荧光的厚度依赖性
3.4 MAPbBr3 单晶SCLC的厚度依赖性
3.4.1 MAPbBr3 单晶VTFL的厚度依赖性
3.4.2 MAPbBr3 单晶缺陷密度及载流子迁移率的厚度依赖性
3.5 MAPbBr3 单晶中载流子传输机理
3.5.1 MAPbBr3 单晶的三层载流子传输模型
3.5.2 MAPbBr3 单晶表面层的厚度依赖性变化
3.6 本章小结
第4章 MAPbBr3单晶光学和电学特性的偏压调控及忆阻器应用
4.1 引言
4.2 不同偏压下MAPbBr3 单晶的三层载流子传输模型
4.3 偏压实验装置及MAPbBr3 单晶表征
4.3.1 MAPbBr3 单晶块体偏压实验装置
4.3.2 偏压实验中的MAPbBr3 单晶表征
4.4 MAPbBr3 单晶动态荧光的偏压调控
4.4.1 MAPbBr3 单晶不同位置处荧光寿命的偏压调控
4.4.2 MAPbBr3 单晶不同位置处载流子寿命及分数贡献的偏压调控
4.4.3 MAPbBr3 单晶不同位置处表面缺陷及表面复合速率的偏压调控
4.5 MAPbBr3 单晶稳态荧光的偏压调控
4.5.1 MAPbBr3 单晶不同位置处稳态荧光的偏压调控
4.5.2 去偏压后MAPbBr3 单晶的稳态PL恢复
4.6 MAPbBr3 单晶偏压调控在忆阻器中的潜在应用
4.6.1 MAPbBr3 单晶偏压调控下的循环伏安曲线
4.6.2 MAPbBr3 单晶偏压调控下的多阻值切换
4.6.3 MAPbBr3 单晶偏压调控下的脉冲响应
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要工作总结
5.2 论文创新点
5.3 工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3859085
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