多色发光CsPbX_3(X=Cl,Br, I)钙钛矿量子点及其LED器件研究进展

CsPbX_3(X=Cl, Br, I)全无机钙钛矿量子点具有高发光量子效率、制备工艺简单、发光光谱可调、较窄的半峰宽、较高的缺陷容忍度等优点,受到了研究人员的广泛关注,已经在太阳能电池、发光二极管、柔性显示和光电探测等领域展示出了广阔的应用前景。目前,CsPbX_3量子点主要通过卤素组分调控,表面改性和掺杂稀土离子、过渡金属离子等手段来实现量子点的多色发光,然后实现多色发光LED器件的制作。总结了近年来多色钙钛矿量子点CsPbX_3(X=Cl, Br, I)的制备、光学性质及其在LED器件中的应用进展。     

全无机铯铅卤钙钛矿稳定性的研究进展

全无机铯铅卤钙钛矿CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米晶具有荧光量子产率高、发射光谱范围窄、带隙可调、色域广及制备方法简单等一系列性能优势,因此,这类钙钛矿纳米晶在高色纯度的光电显示器件领域极具应用潜力.然而,该类纳米晶在加热、光照或与极性溶剂接触时极易发生聚集、分解而导致荧光淬灭,大大限制了其在光电器件方面的应用.所以,如何提高全无机铯铅卤钙钛矿纳米晶的光、热及在极性溶剂环境中的稳定性是目前该研究方向亟待解决的关键问题.基于此,已有许多科研工作者致力于该方面的工作,并获得了一些卓有成效的研究成果.本文将主要从二氧化硅包覆、表面处理、构建核壳结构、与聚合物复合、以及离子掺杂几个方面来对提高全无机铯铅卤钙钛矿纳米晶稳定性的研究进行简要的概括和综述.     

Au(PPh3)nX(X=Cl,Br,I)的电化学合成

以Au、PPh3、NH4X(或I2)为原料,通过电化学方法合成得到Au(PPh3)nX(X=Cl,Br,n=1;X=I,n=2)配合物.研究了电合成机理,讨论了电解电压对电化学效率的影响.I2作为反应原料,为Au(PPh3)nI的合成提供了新的途径.     

(K,Na)NbO3基无铅压电陶瓷温度稳定性的研究与进展

基于可持续发展的迫切需求,环保型无铅压电陶瓷成为当前压电铁电领域的研究前沿和热点之一.近年来,铌酸钾钠((K,Na)NbO₃,KNN)基无铅压电陶瓷因其迅速提升的压电性能,备受研究者所关注,有望取代部分铅基压电陶瓷.特别是新型相界、纳米畴等调控手段有效提升KNN基陶瓷压电系数至部分铅基水平,使其表现出优异的应用前景,有望应用于加速度传感等器件.然而相比迅速发展的压电性能,KNN陶瓷的压电温度稳定性仍相对进展缓慢,主要归结于其多晶型相界的特征,阻碍其面向实际应用发展.因此,该文结合国内外研究进展,针对KNN基无铅压电陶瓷,重点介绍了其压电系数和电致应变的温度稳定性的研究进展,并对今后该陶瓷温度稳定性的研究提出了一些展望.     

B2X4（X=F,Cl,Br,I）分子结构稳定性的密度泛函理论研究

用ＬＤＳＡ密度泛函理论系统研究了Ｂ２Ｘ４（Ｘ＝Ｆ,Ｃｌ,Ｂｒ,Ｉ）的分子结构及其稳定性,结果表明Ｂ２Ｅ４的Ｄ２ｈ对称性的构型较Ｄ２ｄ构型略为稳定,而Ｂ２Ｘ４则是Ｄ２ｄ对称性的构型较为稳定,从理论上２解释并预测了实验结果。     

基于旋涂-蒸发两步法的CsPbBr3钙钛矿太阳能电池

介绍了一种应用于CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池的旋涂-蒸发两步法工艺,用一步蒸发的方法取代了传统的多步旋涂法,精确地控制了CsBr的厚度,提高了器件的重复性;当CsBr的厚度优化到260 nm时,可以得到纯CsPbBr₃钙钛矿．分析了退火温度对钙钛矿薄膜结晶度的影响,结果表明：在350℃下可以得到高质量的钙钛矿薄膜,最优钙钛矿太阳能电池器件的光电转换效率为7.2%,开路电压为1.27 V,短路电流为7.55 mA/cm²,填充因子为0.752;此外,所制备的CsPbBr₃钙钛矿薄膜在光电探测器应用方面也表现优异,在空气环境下表现出良好的稳定性．     

Ba(In0.5Nb0.5)O3的X射线粉末衍射数据

用固相合成方法制备Ba(In0．5Nb0．5)O3。钙钛矿型复合氧化物，并通过XRD方法对产物的物相、形貌和组成进行表征。结果表明，产物为立方钙钛矿结构，粒度为6～10μm的多晶粉末，晶胞参数为a=0．4138nm，空间群为Pm^-3m，衍射数据指标化可靠因子F8=17．6(0．037，12)。     

化合物CF3IXY(X,Y=F,Cl,Br,I)成键特性的理论研究

用Gaussian98W程序在HF／STO-3G和B3LYP／6—31G(d)水平上对CF3IXY(X,Y=F,Cl,Br,I)类共10个化合物进行了全优化计算,并计算了它们的键能．对该类化合物的几何结构、成键特性、键能及性质间的关系进行了探讨,进而对该类化合物的反应性及合成其它该类化合物的可能性进行了预测。     

CsPbI3/PVDF复合纤维基压电纳米发电机的构筑

无机铯铅卤素钙钛矿具有出色的光学和电子性能,已发展成为现代光电子纳米器件的新兴材料.本文配置溶有铯铅碘钙钛矿(CsPbI3)与聚偏氟乙烯(Polyvinylidene difluoride,PVDF)的前驱体溶液,采用静电纺丝方法,原位合成CsPbI3/PVDF复合纤维.该纤维表面光滑,直径约为100 nm,内部均匀分布着平均直径约为20 nm的CsPbI3纳米晶粒.采用CsPbI3/PVDF复合纤维构筑的压电纳米发电机的开路电压(Voc)为9.18 V,短路电流密度为97.72 nA/cm2,输出电流Isc居于中等水平.研究表明,CsPbI3/PVDF复合纤维是构筑压电纳米发电机的可选材料,在机械能量收集和运动传感技术中具有广阔的应用前景.     

HNO3处理多孔硅高效发光的研究

在实验室条件下对P型单晶硅片进行阳极电化学腐蚀制成多孔硅(Porous Silicon)样片,同时用适当配比的HNO3对多孔硅进行处理.比较了HNO3作用前后样片的光致发光(PL)谱,结果发现用HNO3处理的多孔硅的发光效率有显著提高.用XPS和SEM对样片测试的结果表明酸处理后样片表面形成Si-O结构,其表面平均孔径增大,而且分布更均匀.     

Cu(PPh3)nX(n=1,3;X=Cl,Br,I)的直接电化学合成

以固体NH4X和I2为原料，在非水溶剂中一步电合成得到Cu（PPh3）nX系列配合物，考察了不同原料配比对产物的影响．在最佳合成条件下，配合物的产率均在95％以上．同时讨论了电合成机理．     

（NPX2）3（X=F,Cl,Br,I）的几何构型和振动频率的MNDO研究

运用ＭＮＤＯ方法对标题化合物的几何构型和振动频率进行了理论计算，计算出来的结构参数与晶体Ｘ－射线实验数据一致；计算出来的捱劝频率与红外和拉曼光谱基本一致，最后，计算得出目前在实验上尚未报道的（ＮＰＩ２）３的上述两个方面的理论数据。     

XNO2(X=F,Cl,Br,I)异构体的结构与异构化研究

通过密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法进行优化计算,得到了卤素氮氧化物XNO2(X=F,Cl,Br,I)三种异构体的平衡几何构型,预测了各异构体的相对稳定性.其中,异构体XNO2的能量最低,其次是cis-XONO.同时讨论了它们的互变异构反应及其相互转化的活化能垒,得到了过渡态的结构.在B3LYP和QCISD(T)计算水平上,确定了各异构体中X-N与X-O键的解离能.     

(X2InN3)n(n=1-3; X=F, Cl, Br, I)簇合物的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论B3LYP/Lanl2dz方法,计算研究了(X2InN3)n(n=1-3;X=F,Cl,Br,I)簇合物的几何构型、电子结构和聚合反应热力学性质,讨论了取代基效应。研究表明,二聚体(X2InN3)2和三聚体(X2InN3)3(X=F,Cl,Br,I)的优化几何构型均为由不同子体系的叠氮基α-N和In原子相连而成的环状结构。在卤原子(X)取代簇合物中,取代位附近的键长、键角和原子电荷改变较大。由前线轨道能隙ΔEgap和反应焓变ΔH0可见,同类簇合物的稳定性排序为(F2InN3)n>(Cl2InN3)n>(Br2InN3)n>(I2InN3)n(n=1-3)。求得298.2 K温度下聚合反应的吉布斯自由能变化ΔG0均为负值,表明反应可自发进行。此外,还发现簇合物的性质随聚合度n增加的变化规律。     

XNCO(X=Cl,Br)异构化反应的量子化学研究

采用B3LYP及外壳方法计算了ClNCO,BrNCO,INCO的电离能,与实验值吻合很好,并用该方法预测了FNCO的电离能,重点讨论了XNCO→XOCN(X=Cl,Br)异构化过程,优化得到了四元环过渡态的构型.     

Al2O3粉末对ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料力学性能的影响

为了改善ZrO2陶瓷材料的综合力学性能,探讨了添加不同粒径和含量的Al2O3粉末对ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料微观结构和力学性能的影响.采用真空热压烧结工艺制备了ZrO2纳米复合陶瓷材料,烧结温度为1 450℃,热压压力为30MPa,保温1h.结果表明:微米Al2O3粉末的体积分数为10%时,ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料的抗弯强度最高,可达743MPa;添加纳米Al2O3粉末对材料的韧性提高明显,最高可达11.37MPa.m1/2,但不同粒径的Al2O3粉末对材料的硬度影响则不明显,材料的硬度随Al2O3含量的增加而增加.     

Sb2S3:P3HT共混物改善TiO2纳米棒阵列钙钛矿太阳电池的性能

为解决钙钛矿太阳电池中MAPbI₃的不稳定性问题,提高电池性能,对以TiO₂纳米棒阵列作为电子传输层、Sb₂S₃:P3HT共混物作为钙钛矿MAPbI₃修饰层的太阳电池进行了研究。首先,以SbCl₃作为锑源,Na₂S₂O₃作为硫源,采用溶剂热法制备合适尺寸的Sb₂S₃纳米球;其次,通过超声分散法将Sb₂S₃与P3HT在氯苯溶液中共混得到Sb₂S₃:P3HT共混物,将其旋涂于沉积了MAPbI₃薄膜的TiO₂纳米棒阵列上,形成FTO/TiO₂NR/MAPbI₃/Sb₂S₃:P3HT复合膜,制备成TiO₂纳米棒阵列MAPbI₃/Sb₂S₃:P3HT太阳电池;最后,采用SEM,XRD,J-V曲线和紫外可见吸收光谱等方法进行表征和测试。结果表明,制备的结构为FTO/TiO₂NR/MAPbI₃/Sb₂S₃:P3HT/Spiro-OMeTAD/Ag的太阳电池,能量转换效率（PCE）最高达到了14.73％,与未采用Sb₂S₃:[JP]P3HT共混物修饰的TiO₂纳米棒阵列MAPbI₃太阳电池相比,能量转换效率得到了明显提升。因此,Sb₂S₃:P3HT共混物能避免出现钙钛矿MAPbI₃被氧化的不稳定性问题,可有效提高TiO₂纳米棒阵列MAPbI₃太阳电池的性能。     

六极杆电场对CH_3X(X=Cl,Br,I)分子转动态的选择和聚焦

分析了六极杆电场对对称陀螺分子转动态选择和聚焦的原理,采用Monte Carlo方法模拟了CH_3X(X=Cl,Br,I)分子在六极杆电场中聚焦曲线,获得了单一转动态的分子;通过比较一阶Stark效应和二阶Stark效应对分子聚焦曲线的影响,得到了考虑二阶Stark效应必要性的条件;以CH_3I分子|JKM=|111转动态为例,讨论了六极杆尺寸及载气对聚焦曲线的影响.模拟结果表明:可以为六极杆态选择和分子的取向实验装置设计及研究提供重要的参考.     

XCOOH(X=F,Cl,Br)热分解反应的理论研究

用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,在6 311 G 基组水平上,计算了反应XCOOH(X=F,Cl,Br)HX CO2.优化了反应物 中间体 过渡态和产物的几何构型,并用频率分析和内禀坐标法(IRC)验证了各鞍点构型和反应路径,计算了不同温度(200 15～450 15K)下慢反应经零点能校正的活化热力学量、反应过程热力学改变量、正逆反应的速率常数和频率因子以及平衡常数,得到了各反应的动力学信息.     

新型二维全无机的多酸化合物Na13H5[Pr(W5O18)2]2·62H2O的合成、晶体结构和荧光性质

在pH值约为6.5的水溶液中,K12[Sb2W22O74(OH)2]·27H2O,PrCl3.7H2O和Na2CO3的反应得到了一个基于[Pr(W5O18)2]9-阴离子和Na+的新型二维全无机的多酸化合物Na13H5[Pr(W5O18)2]2·62H2O.通过单晶X射线衍射、红外光谱、紫外光谱和元素分析对标题化合物的结构进行了表征,并且对标题化合物的荧光性质进行了测试.