纯无机零维钙钛矿Cs4PbBr6/CsPbBr3闪烁特性研究

摘要

钙钛矿近年的研究发展迅速，越来越多的人涌入到这个火热的课题，在光伏领域以及光电探测器领域具有很多应用，其具有价格低廉、易于制备、可见光范围内全谱段可调、光产额高、衰减时间短、对射线阻止本领强的优点，纯无机钙钛矿具有有机-无机掺杂钙钛矿所没有的稳定性优势，而零维钙钛矿比三维钙钛矿的发光性能要优异很多。所以，钙钛矿的闪烁性能是决定是否能够成为闪烁体探测器的基础。本论文进行的相关研究工作如下：　　1、采用溶剂热法制备出了Cs4PbBr6/CsPbBr3纳米晶粉末，利用CsPbBr3与Cs4PbBr6在DMSO中的溶解度较大差异进行分离提纯，得到优质的Cs4PbBr6/CsPbBr3纳米晶粉末。利用H-Br辅助慢冷法生长出的大尺寸Cs4PbBr6/CsPbBr3晶体，为之后的材料分析提供实验基础。　　2、Cs4PbBr6/CsPbBr3纳米晶粉末闪烁性能测试，首先进行基础材料表征，对不同纯度的纳米晶粉末进行测试分析得到一个优质的样品。对于其样品进行光学测试，发光量子效率（PLQY）达到51.3%，衰减寿命短，接下来对其进行XRD、XPS、TEM以及SEM测试证明在Cs4PbBr6中存在有CsPbBr3纳米晶存在。然后探究温度对于发光的影响，进行稳定性测试以及X射线测试。此外，我们还成功地实现了这种0D钙钛矿材料的脉冲高度光谱，该材料具有快速衰减时间(10ns)、高能分辨率(3.0%±0.1%、241Am的59.5keV)、高光产量(64000光子/MeV）。　　3、Cs4PbBr6/CsPbBr3厘米级别晶体的闪烁性能测试。首先进行性能表征分析，再通过变温的光谱测试得到优异的发光量子产率、短的衰减时间、较大的激子结合能，最后在进行X射线性能测试γ能谱测试，存在响应（186光子/MeV）。

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