一种N-乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种N

【技术实现步骤摘要】
一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料、制备方法及其应用，属于发光材料


技术介绍

[0002]近年来，金属卤化物钙钛矿发光二极管(Light Emitting Diode,LED)的发展十分迅速，其具有光电转换效率高，节能、环保、寿命长、体积小、易控制等优异特点。其中，红光和绿光钙钛矿LED的外量子效率(EQE)均己超过20％。然而，蓝光(尤其是深蓝光，发射波段在420～465nm)钙钛矿LED的EQE以及稳定性依然相对落后，这严重制约了钙钛矿LED在高性能、广色域显示领域应用。
[0003]另外，目前常用作室内照明的白光LED大部分是由LED芯片和荧光粉组成，其中荧光粉起着着光转换的作用，对于白光LED的发光亮度、显色指数、色温等发光性能具有决定作用。传统的商用白光LED主要有两种制备方法，一种是采用蓝光LED芯片结合黄色荧光粉来实现白光发射，另外一种是采用近紫外LED芯片结合红绿蓝三基色荧光粉以实现白光发射，但是均存在效率不高、发射光谱不连续、单色性表现较差的问题。为了解决这些问题，研制一种适用于室内照明的单组分黄白光荧光粉材料是一个理想的解决方案。目前这种材料大部分为掺杂稀土元素的无机材料，其发光效率普遍较低，制造工艺复杂，制造成本较高。
[0004]低维钙钛矿材料的优异的发射特性以及可调控的结构特征在LED应用领域受到了广泛关注，然而具有深蓝光发射以及单组分黄白光发射的低维钙钛矿材料仍然比较少见。因此，通过结构调控，研发一种具有深蓝光发射以及单一组分黄白光发射且荧光量子效率高、稳定性高的新型低维钙钛矿材料具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料、制备方法及其应用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料，所述材料的A位为N
‑
乙酰基乙二胺有机阳离子，B位为金属离子Pb
2+
，X为卤素离子Cl
‑
或Br
‑
。
[0008]优选的，所述材料的化学式为(C4H
12
N2O)PbCl4，(C4H
12
N2O)PbCl4为<110>型二维金属卤化物钙钛矿结构，PbCl
42
‑
无机层被N
‑
乙酰基乙二胺有机阳离子(C4H
12
N2O)
2+
分隔成波纹状层状结构。
[0009]优选的，所述材料的化学式为(C4H
12
N2O)(C4H
11
N2O)Pb2Br7，(C4H
12
N2O)(C4H
11
N2O)Pb2Br7为一维
‑
二维叠加型金属卤化物钙钛矿结构，Pb2Br
73
‑
无机层被N
‑
乙酰基乙二胺有机阳离子(C4H
12
N2O)
2+
、(C4H
11
N2O)
+
分隔成层状和线状结构。
[0010]一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料的制备方法，所述材料采用
反溶剂法制备，所述方法步骤如下：
[0011]将N
‑
乙酰基乙二胺与B位金属氧化物加入卤酸中或将N
‑
乙酰基乙二胺与B位金属卤化物加入卤酸中，搅拌至完全溶解，然后置于反溶剂中直至单晶析出，得到一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料；
[0012]其中，所述B位金属氧化物为PbO；
[0013]所述B位金属卤化物为PbCl2或PbBr2；
[0014]所述卤酸为盐酸或溴氢酸；
[0015]所述反溶剂为甲醇或乙醚。
[0016]优选的，所述N
‑
乙酰基乙二胺与B位金属氧化物或的摩尔比为1：1～1：3；所述N
‑
乙酰基乙二胺与B位金属卤化物的摩尔比为1：1～1：3；所述B位金属氧化物与卤酸中卤素的摩尔比为3：1～10：1；所述B位金属卤化物与卤酸中卤素的摩尔比为3：1～10：1；所述卤酸与反溶剂的体积比为3：5～5：5。
[0017]优选的，所述搅拌温度为25℃～100℃。
[0018]本专利技术所述一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料的应用，所述材料作为发光材料使用。
[0019]优选的，所述材料为(C4H
12
N2O)PbCl4时，作为单一组分深蓝光发光材料使用。
[0020]优选的，所述材料为(C4H
12
N2O)(C4H
11
N2O)Pb2Br7时，作为单一组分黄白发光材料使用。
[0021]有益效果
[0022]本专利技术提供了一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料，所述材料是由N
‑
乙酰基乙二胺有机阳离子、金属离子Pb
2+
和卤素离子Cl
‑
或Br
‑
组装形成的低维钙钛矿单晶材料。进一步的，<110>型二维钙钛矿材料(C4H
12
N2O)PbCl4展现出明亮的深蓝光发射；一维
‑
二维叠加的混合维度钙钛矿材料(C4H
12
N2O)(C4H
11
N2O)Pb2Br7展现出黄白光发射。
[0023]本专利技术提供了一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料的制备方法，采用反溶剂法制备可得到棒状晶体透明、无明显晶界，晶体缺陷态较少、结构规则长程有序的近完美的单晶材料；且所述方法操作简单。
[0024]本专利技术提供了一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料的应用，所述材料发光效率高、稳定性高。进一步的，(C4H
12
N2O)PbCl4可用作深蓝光发光材料，其荧光量子产率(PLQY)达24％；(C4H
12
N2O)(C4H
11
N2O)Pb2Br7可用作黄白光发光材料，其PLQY达41％，可用于室内照明。
附图说明
[0025]图1为实施例1所述材料的单晶衍射结构图。
[0026]图2为实施例2所述材料的单晶衍射结构图。
[0027]图3为实施例1所述材料的粉末X射线衍射(PXRD)图谱。
[0028]图4为实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料，其特征在于：所述材料的A位为N
‑
乙酰基乙二胺有机阳离子，B位为金属离子Pb
2+
，X为卤素离子Cl
‑
或Br
‑
。2.如权利要求1所述的一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料，其特征在于：所述材料的化学式为(C4H
12
N2O)PbCl4，(C4H
12
N2O)PbCl4为<110>型二维金属卤化物钙钛矿结构，PbCl
42
‑
无机层被N
‑
乙酰基乙二胺有机阳离子(C4H
12
N2O)
2+
分隔成波纹状层状结构。3.如权利要求1所述的一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料，其特征在于：所述材料的化学式为(C4H
12
N2O)(C4H
11
N2O)Pb2Br7，(C4H
12
N2O)(C4H
11
N2O)Pb2Br7为一维
‑
二维叠加型金属卤化物钙钛矿结构，Pb2Br
73
‑
无机层被N
‑
乙酰基乙二胺有机阳离子(C4H
12
N2O)
2+
、(C4H
11
N2O)
+
分隔成层状和线状结构。4.如权利要求1～3任意一项所述的一种N
‑
乙酰基乙二胺金属卤化物低维钙钛矿单晶材料的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：将N
‑
乙酰基乙二胺与B位金属氧化物加入卤酸中或将N
‑
乙酰基乙二胺与B位金属卤化物加入卤酸中，搅拌至...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔彬彬，程晓华，韩颖，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：