基于四苯基二苯并二茚并芘封装的高稳定钙钛矿纳米片激光器

论文摘要

卤化铅钙钛矿具有载流子寿命高、扩散长度长、荧光产率高以及波长可调谐等优点,是近年来新兴的一种激光增益介质,已被开发用于制作微型激光器。在过去的几十年中,激光科学在制造更高、更快、更小的相干光源上取得了巨大成功。超小型激光可应用于化学和生物医学工程领域,如化学物质的高灵敏度检测、高灵敏度小体积的生物传感器、显微术以及激光手术等。但钙钛矿在空气中极易受到水、光照、氧气等因素的影响而发生分解,严重阻碍了钙钛矿超小型激光器的应用。本课题主要是基于用钙钛矿制备的低阈值纳米激光器及基于不同钙钛矿光电子器件的钝化技术,开展关于钙钛矿纳米激光器的稳定性研究。实验首先通过使用气相沉积法在云母片基底上制备出原子级光滑的碘化铅纳米片,之后将其转化为原子级光滑的钙钛矿纳米片（CH3NH3PbI3 NPL）。此外我们通过自制的显微系统对纳米片的激射性能进行研究,通过此系统探究了不同的钝化方式对纳米片光学稳定性的影响。本实验使用343 nm飞秒激光,以1.1Pth的激发密度（15℃、RH=20%）不断泵浦:未钝化纳米片拥有超过2080 s（1.2×107个激发周期）的稳定激光输出,而通过旋涂2 mg/ml的四苯基二苯并二茚并芘（DBP）溶液钝化处理后的纳米片,由于DBP具有疏水性使其钝化后的纳米片拥有超过8690 s（5.2×107个激发周期）的稳定激光输出,其光学稳定性是未处理的纳米片的4.3倍,且远超有机半导体薄膜和无机亚微米球形激光器。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 钙钛矿的基本特性及其降解
•     1.2.1 结构特性
•     1.2.2 光学带隙
•     1.2.3 优异的发光性能
•     1.2.4 钙钛矿的降解及其机理
•   1.3 钙钛矿光电子器件的钝化
•     1.3.1 改善钙钛矿薄膜晶体质量
•     1.3.2 疏水处理
•     1.3.3 器件外部封装钝化
•   1.4 论文主要研究内容
• 第二章 实验设计与表征
•   2.1 引言
•   2.2 实验设计
•   2.3 实验材料
•   2.4 实验仪器设备
•   2.5 工艺流程
•   2.6 样品性能表征
• 第三章 钙钛矿纳米片激光器的制备与表征
•   3.1 引言
•   3.2 钙钛矿纳米片的制备
•   3.3 碘化铅纳米片的表征
•   3.4 钙钛矿纳米片的表征
•   3.5 钙钛矿纳米片的激射表征
• 第四章 钙钛矿纳米片激光器的稳定性测试
•   4.1 引言
•   4.2 初始钙钛矿纳米片在空气中的稳定性表征
•   4.3 改善晶体质量对CH3NH3PbI3 NPL稳定性的影响
•   4.4 TEOS钝化CH3NH3PbI3 NPL的稳定性测试
•   4.5 油酸甲苯钝化CH3NH3PbI3 NPL的稳定性测试
•   4.6 PMMA钝化CH3NH3PbI3 NPL的稳定性测试
•   4.7 DBP钝化CH3NH3PbI3 NPL的稳定性测试
•   4.8 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 车韬

导师: 李国辉

关键词: 钙钛矿,激光,钝化,稳定性

来源: 太原理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 太原理工大学

基金: 国家自然科学基金(61605136,61775156 与 61475109),山西省青年拔尖人才,青年三晋学者,山西省自然科学基金优秀青年科学基金(201701D211002),山西省重点研发(国际合作)项目(201603D421042),山西省平台基地专项(201605D131038)

分类号: TN248

总页数: 73

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