有机-无机杂化钙钛矿晶体(C6H13NH3)2MCl4(M=Cu,Pb)的生长与性能研究

摘要

有机-无机杂化功能材料是一类新型的复合晶体材料，它是通过有机分子和无机分子自组装而形成的，其结构以无机部分为基础，有机分子功能团和无机层之间通过氢键作用相互连接，最终形成有机组分和无机组分交替堆垛的、长程有序的单晶样品。最近几年，研究者对有机-无机杂化材料的关注度越来越高了，因为有机-无机杂化材料能够将两个部分的性能融合到一个单一的晶体材料中去。有机部分有可塑机械性能、高极化率、很高的荧光发光效率、易于加工和结构多样等优点，而无机部分则有望在电子性能上体现出优势，应用在绝缘体和半导体设计上。本论文以二异丙胺为有机部分，它与盐酸反应生成的二异丙胺氯盐为前体材料，再与金属卤化物MCl2（M=Cu，Pb）混合让其自组装形成有机-无机杂化晶体(C6H13NH3)2MCl4。
　　论文对晶体材料的生长进行了系统的探索与总结。采用籽晶生长法制备大体积杂化钙钛矿(C6H13NH3)2CuCl4晶体，对生长时最适合的溶剂、溶液浓度、温度等进行了探索，最终获得了最优的生长方法。接着采用了双溶剂再沉淀法制备了微纳米杂化(C6H13NH3)2PbCl4晶体。以二异丙胺氯盐为前体材料的杂化钙钛矿晶体并没有被报道过，所以关于晶体生长的探索工作是很有意义的，这些结论都可以为今后的研究者提供参考。
　　对制备出的晶体进行了系统的基本物理性能表征。首先对晶体进行了X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）测试，获得了晶体的结构和形貌方面的信息。其次进行了光学性能测试，包括吸收谱和禁带宽度。最后还对材料进行了热重分析，探究了晶体结构的热学稳定性。
　　对杂化晶体的介电和铁电性能进行了测试，分析了杂化晶体的微观极化机制和相变机制。杂化晶体(C6H13NH3)2CuCl4的电滞回线随频率的改变有明显变化，频率越低电滞回线越饱和，说明极化越充分，由此可以得知该杂化晶体的极化机制是以分子取向极化为主的。从两种杂化晶体的介温谱可以得知晶体的相变温度，杂化晶体在居里点附近的介电反常现象和微观相变机制。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 有机-无机杂化材料的研究进展与应用

1.3 有机-无机杂化钙钛矿的基本结构

1.4 有机-无机杂化钙钛矿材料的制备方法

1.5 本论文要研究的内容

第2章 杂化晶体（C6H13NH3）2MCl4（M=Cu，Pb）的制备

2.1引言

2.2 (C6H13NH3)2CuCl4晶体的生长

2.3微纳米晶体(C6H13NH3)2PbCl4的制备

2.4 小结

第3章 杂化晶体(C6H13NH3)2MCl4的结构和吸收光谱研究

3.1 引言

3.2 杂化晶体(C6H13NH3)2MCl4的结构和形貌表征

3.3 杂化晶体(C6H13NH3)2MCl4的吸收光谱

3.4 杂化晶体(C6H13NH3)2MCl4的热重分析

3.5 小结

第4章 杂化晶体(C6H13NH3)2MCl4的极化和相变研究

4.1 引言

4.2 杂化钙钛矿晶体的铁电性能及其极化机制研究

4.3 杂化钙钛矿晶体的介电性能及其相变研究

4.4 小结

结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及其它成果

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