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    超薄CsPbBr3納米線的自組裝模板約束生長

    2019-12-24   易絲幫

    DOI:10.1016/j.apmt.2019.100449

    由于CsPbBr3的晶體生長過程非常快,超薄(例如?2 nm)CsPbBr3納米線的制備對于現有方法仍然具有挑戰性。在這里,我們開發了一種自組裝的納米模板限定生長概念,以制備超薄的CsPbBr3納米線。在使用由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、PbBr2、CsBr和封端劑組成的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液進行電紡時,PMMA鏈會組裝成納米通道,充當電紡PMMA纖維中的納米模板。由于納米通道中前驅體的數量非常有限,因此在DMF蒸發后制備了超薄的CsPbBr3納米線。在PMMA纖維內或分散在甲苯中的CsPbBr3納米線顯示出明亮的藍色發光。可以通過攪拌時間以及DMF中PMMA、PbBr2和CsBr的量來調節CsPbBr3產物的結構。總體而言,我們開發了一種在靜電紡絲過程中通過自組裝模板限定的生長概念來工程化超細CsPbBr3納米結構的新方法,這可能在藍光發光二極管和其他光電子器件中有潛在的應用前景。


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    圖1.(a)CsPbBr3的晶體結構。(b)用于靜電紡絲的裝置。插圖顯示了OA、OAm、DMF和PMMA的分子結構。(c-e)使用DMF溶液攪拌不同時間制備的電紡PMMA纖維內部的自組裝納米級模板中CsPbBr3納米結構的形成。


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    圖2.使用DMF溶液攪拌2、5和12天制備的CsPbBr3產品的微觀結構和光學特性。(a)XRD模式。(b)在365 nm紫外線燈照射下的光學圖像。(c)PL激發波長為365 nm(實線)和吸收光譜(虛線)。(d)和(e)電紡PMMA纖維在不同放大倍數下的SEM圖像。插圖(e):放大的觀察。(f)和(g)超薄CsPbBr3納米線在不同放大倍數下去除PMMA后的TEM圖像。插圖(g):單個納米線的高分辨率TEM圖像。


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    圖3.DMF溶液中PbBr2和CsBr的濃度變化對CsPbBr3納米結構的光學和微觀結構的影響。PbBr2和CsBr的含量以0.5、1.5和3倍增加,同時保持濃度不變。(a)XRD模式。(b)0.5倍樣品的TEM圖像。(c)由CsPbBr3納米結構組成的PMMA纖維的PL光譜(實線)和吸收光譜(虛線)。插圖:在365nm紫外線燈照射下,PMMA纖維的光學圖像。(d)分散在甲苯中的CsPbBr3納米結構的PL(實線)和吸收(虛線)光譜。插圖:在365nm紫外線燈照射下的光學圖像。(e)和(f)當PbBr2和CsBr的濃度增加50%時制備的CsPbBr3納米線的TEM圖像。插圖(f)單個納米線的高分辨率TEM圖像。(g)和(h)當PbBr2和CsBr的濃度增加2倍時制備的CsPbBr3納米線的TEM圖像。插圖(h)高分辨率TEM圖像。


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    圖4.在60℃下熱處理可以將CsPbBr3納米線變成納米帶,以及OA和OAm對CsPbBr3形態的影響。這兩個過程都是基于DMF溶液中PbBr2和CsBr的1.5倍濃度變化,對1.5倍的復合纖維進行熱處理。(a)XRD模式。(b)和(c)CsPbBr3納米帶的TEM圖像。(d)單個納米帶的高分辨率TEM圖像。(e)和(f)分別在PMMA纖維內以及去除PMMA后再分散在甲苯中的CsPbBr3納米結構的PL(實線)和吸收光譜(虛線)。(g)和(h)不含OA和OAm制備的CsPbBr3納米顆粒的TEM圖像。(i)單個納米顆粒的高分辨率TEM圖像。



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