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人工晶体学报2025年第07期:I~-掺杂Cs_3Bi_2Br_9晶体的生长及其光学性能调控

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈思贤;徐乐;唐远之;孙海滨;郭学;冯玉润;胡强强;

单位:山东理工大学材料科学与工程学院;

摘要:本文采用溶液降温法成功制备了I~-掺杂的Cs_3Bi_2Br_9晶体(Cs_3Bi_2I_x Br_(9-x)),系统研究了I~-掺杂对Cs_3Bi_2Br_9晶体结构、热稳定性与光学性能的影响。生长得到的Cs_3Bi_2I_x Br_(9-x)晶体尺寸达5 mm,晶体呈现出橙红色,与未掺杂的黄色有明显区别。XRD结果表明,I~-部分取代Br~-后,晶体仍维持六方结构,属于P■m1空间群,衍射峰位向小角度偏移表明,掺杂晶体晶格因阴离子半径差异而发生膨胀。热重分析表明晶体在475.2℃下保持稳定,较未掺杂Cs_3Bi_2Br_9晶体略有提升。光学测试发现,掺杂后晶体吸收截止边由486 nm红移至590 nm,带隙从2.61 eV降至2.18 eV,显著拓宽了光响应范围;光致发光(PL)峰蓝移至447 nm(半峰全宽97.7 nm,CIE坐标(0.27, 0.24)),荧光寿命呈现双指数衰减(τ_1=2.18 ns,38%;τ_2=32.32 ns,62%)。本研究证实,I~-掺杂可实现Cs_3Bi_2Br_9晶体热稳定性与光电性能的优化,为无铅钙钛矿在光电器件领域的应用提供新选择。

关键词:钙钛矿材料;;I~-掺杂;;Cs_3Bi_2Br_9晶体;;溶液降温法;;光学性能

基金资助:国家自然科学基金(62105189);; 山东省高等学校青创科技支持计划(2022KJ231)