亞銅摻雜雜合物(R-NH3)2Sn1-xCuxI4-x的溶劑熱法制備及其性能研究.pdf

1、層狀類鈣鈦礦有機(jī)-無(wú)機(jī)雜合物是一種由有機(jī)元和無(wú)機(jī)元在分子尺度上自組裝復(fù)合而成的新型材料，碘化亞錫基層狀類鈣鈦礦雜合物是天然量子阱半導(dǎo)體材料，可能兼具有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的優(yōu)良性能，在微電子領(lǐng)域有很大應(yīng)用潛力。
　　碘化亞錫基層狀類鈣鈦礦有機(jī)-無(wú)機(jī)雜合物既具有無(wú)機(jī)物的半導(dǎo)性，又具備有機(jī)物的易成膜性，能在室溫附近用簡(jiǎn)單工藝低成本制作成大面積的薄膜，在微電子領(lǐng)域有很大應(yīng)用潛力。但是，目前獲得的雜合物，其遷移率和載流子濃度都偏低，帶隙過(guò)大，

2、還不能完全滿足應(yīng)用要求。因此，尋找新的、高遷移率、高載流子濃度的雜合物是該類材料研究的主要發(fā)展方向。有效降低該類雜合物帶隙對(duì)其實(shí)際應(yīng)用有重要意義。
　　本文選擇亞銅摻雜的碘化亞錫基雜合物(R-NH3)2Sn1-xCuxI4-x作為研究對(duì)象，其中，有機(jī)胺有三種，分別為：β-苯乙胺、4-氟苯乙胺和4-氯苯乙胺，期望亞銅摻雜提高其載流子濃度，引入帶鹵素的有機(jī)元降低其帶隙。論文采用溶劑熱法制備目標(biāo)產(chǎn)物，研究不同亞銅摻雜量下目標(biāo)產(chǎn)物的合成，

3、獲得最佳合成工藝，并對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究，考察不同亞銅摻雜量、不同有機(jī)元對(duì)產(chǎn)物帶隙的影響。
　　研究結(jié)果表明，溶劑熱法合成出的亞銅摻雜的碘化亞錫基雜合物為典型的層狀結(jié)構(gòu)，比常規(guī)液相法摻入的亞銅含量更高，但亞銅含量仍然難以精準(zhǔn)控制。對(duì)雜合物結(jié)構(gòu)的分析表明，有機(jī)元不同時(shí)，兩相鄰鈣鈦礦層之間的層間距有變化，按照β-苯乙胺、4-氟苯乙胺和4-氯苯乙胺有機(jī)元的順序，相應(yīng)雜合物層間距增大，但與理論預(yù)測(cè)值不相符合，說(shuō)明不同有機(jī)元在雜合物內(nèi)

4、的空間排列并不相同。這種不同導(dǎo)致了有機(jī)元-無(wú)機(jī)元之間的相互作用不同，因此無(wú)機(jī)層的鍵長(zhǎng)鍵角隨有機(jī)元的變化而變化，從而改變了雜合物的能帶結(jié)構(gòu)。雜合物的紫外可見(jiàn)吸收光譜表明，亞銅由于摻入量太低，對(duì)體系的能帶沒(méi)有顯著影響，但有機(jī)元不同時(shí)，雜合物的帶隙不同，引入鹵素后吸收邊有明顯紅移。有機(jī)元為β-苯乙胺時(shí)，帶隙約在1.78eV；有機(jī)元為4-氟苯乙胺時(shí)，帶隙約為1.3eV；有機(jī)元為4-氯苯乙胺時(shí)，帶隙約為1.45eV。這說(shuō)明有機(jī)元中鹵素的引入有效的