摘要: 层状类钙钛矿有机-无机杂合物是一种由有机元和无机元在分子尺度上自组装复合而成的新型材料，碘化亚锡基层状类钙钛矿杂合物是天然量子阱半导体材料，可能兼具有机材料和无机材料的优良性能，在微电子领域有很大应用潜力。 碘化亚锡基层状类钙钛矿... 展开 层状类钙钛矿有机-无机杂合物是一种由有机元和无机元在分子尺度上自组装复合而成的新型材料，碘化亚锡基层状类钙钛矿杂合物是天然量子阱半导体材料，可能兼具有机材料和无机材料的优良性能，在微电子领域有很大应用潜力。 碘化亚锡基层状类钙钛矿有机-无机杂合物既具有无机物的半导性，又具备有机物的易成膜性，能在室温附近用简单工艺低成本制作成大面积的薄膜，在微电子领域有很大应用潜力。但是，目前获得的杂合物，其迁移率和载流子浓度都偏低，带隙过大，还不能完全满足应用要求。因此，寻找新的、高迁移率、高载流子浓度的杂合物是该类材料研究的主要发展方向。有效降低该类杂合物带隙对其实际应用有重要意义。 本文选择亚铜掺杂的碘化亚锡基杂合物(R-NH3)2Sn1-xCuxI4-x作为研究对象，其中，有机胺有三种，分别为：β-苯乙胺、4-氟苯乙胺和4-氯苯乙胺，期望亚铜掺杂提高其载流子浓度，引入带卤素的有机元降低其带隙。论文采用溶剂热法制备目标产物，研究不同亚铜掺杂量下目标产物的合成，获得最佳合成工艺，并对产物的结构和性能进行研究，考察不同亚铜掺杂量、不同有机元对产物带隙的影响。 研究结果表明，溶剂热法合成出的亚铜掺杂的碘化亚锡基杂合物为典型的层状结构，比常规液相法掺入的亚铜含量更高，但亚铜含量仍然难以精准控制。对杂合物结构的分析表明，有机元不同时，两相邻钙钛矿层之间的层间距有变化，按照β-苯乙胺、4-氟苯乙胺和4-氯苯乙胺有机元的顺序，相应杂合物层间距增大，但与理论预测值不相符合，说明不同有机元在杂合物内的空间排列并不相同。这种不同导致了有机元-无机元之间的相互作用不同，因此无机层的键长键角随有机元的变化而变化，从而改变了杂合物的能带结构。杂合物的紫外可见吸收光谱表明，亚铜由于掺入量太低，对体系的能带没有显著影响，但有机元不同时，杂合物的带隙不同，引入卤素后吸收边有明显红移。有机元为β-苯乙胺时，带隙约在1.78eV；有机元为4-氟苯乙胺时，带隙约为1.3eV；有机元为4-氯苯乙胺时，带隙约为1.45eV。这说明有机元中卤素的引入有效的降低了带隙。其中，卤素元素为氟时，由于其电负性大，吸电子能力更强，有效地降低了有机元-无机元之间的相互作用，更多地减小了无机层八面体的畸变，因此带隙下降的效应更显著。 收起