[0001] 本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种具有高量子限域效应CsPbX3(X＝Br，I)纳米晶及其合成方法。

[0002] CsPbX3(X＝Br，I)纳米晶体因其优异的光电性能受到了广泛的关注，包括带隙可调、高光致发光量子产率(PLQY)、窄半高宽(FWHM，<100meV)、高缺陷容限等，使其在太阳能电池、发光二极管、激光器、光电探测器等领域具有广阔的应用前景。精确控制CsPbX3(X＝Br，I)纳米晶的生长动力学过程，有助于进一步了解其晶体结构特殊，进而提升其各项物理性质，促进其在光电器件中的应用。

[0003] 但是，CsPbX3纳米晶具有离子型晶体的特性，其生长过程可在亚秒级别内完成，进而使调控其生长动力学过程变的极为困难；而且现有技术中，通常是在高温和惰性气体条件下合成CsPbX3纳米晶，成核速率快无法控制，很难调节量子点尺寸，从而无法通过高量子限域效应来调节可见光范围内宽光谱可调。

[0029] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

[0030] 实施例1

[0031] 本申请实施例1提供一种具有高量子限域效应CsPbBr3‑1纳米晶的合成方法，包括以下步骤：

[0032] ①用分析天平称取总计为1mmol的乙酸铯，乙酸铅到50mL的四口烧瓶中，加入20mL的油酸，抽真空并置于氮气氛围中，以15℃/min的升温速率升温至150℃，乙酸盐全部溶解后再冷却至室温(20 ‑30℃)，得到金属前驱体溶液；

[0033] ②将1mmol溴化镁溶解在10mL水中。充分溶解；

[0034] ③将步骤①得到的金属前驱体溶液，取80μl加入到50ml烧杯中，加入160μl油胺，20ml正己烷，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液1；

[0035] ④将步骤②得到的溴化镁水溶液，取100μl加入到50mL的烧杯中，加入10mL乙腈，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液2；

[0036] ⑤将步骤③中的溶剂1，加入到步骤④中的溶剂2中，冰水浴中搅拌1min，然后将产物静置3min，取上层溶剂9000r/min离心，弃去上清液，将产物分散在正己烷溶液中，得到CsPbBr3‑1纳米晶。

[0037] 本实施例制备得到的CsPbBr3‑1纳米晶的厚度平均尺寸为1.1nm，其AFM图像见图2CsPbBr3‑1。

[0038] 实施例2

[0039] 本申请实施例2提供一种具有高量子限域效应CsPbBr3‑2纳米晶的合成方法，包括以下步骤：

[0040] ①分析天平称取总计为1mmol的乙酸铯，乙酸铅到50mL的四口烧瓶中，加入20mL的油酸，抽真空并置于氮气氛围中，以15℃/min的升温速率升温至150℃，乙酸盐全部溶解后再冷却至室温(20 ‑30℃)，得到金属前驱体溶液；

[0041] ②将1mmol溴化镁溶解在10mL水中。充分溶解；

[0042] ③将步骤①得到的金属前驱体溶液，取80μl加入到50ml烧杯中，加入160μl油胺，20ml正己烷，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液1；

[0043] ④将步骤②得到的溴化镁水溶液，取150μl加入到50mL的烧杯中，加入10mL乙腈，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液2；

[0044] ⑤将步骤③中的溶剂1，加入到步骤④中的溶剂2中，冰水浴中搅拌1min然后将产物静置3min，取上层溶剂9000r/min离心，弃去上清液，将产物分散在正己烷溶液中，得到CsPbBr3‑2纳米晶。

[0045] 本实施例制备得到的CsPbBr3‑2纳米晶的厚度平均尺寸为1.8nm，其AFM图像见图2CsPbBr3‑2。

[0046] 实施例3

[0047] 本申请实施例3提供一种具有高量子限域效应CsPbBr3‑3纳米晶的合成方法，包括以下步骤：

[0048] ①分析天平称取总计为1mmol的乙酸铯，乙酸铅到50mL的四口烧瓶中，加入20mL的油酸，抽真空并置于氮气氛围中，以15℃/min的升温速率升温至150℃，乙酸盐全部溶解后再冷却至室温(20 ‑30℃)，得到金属前驱体溶液；

[0049] ②将1mmol溴化镁溶解在10mL水中。充分溶解；

[0050] ③将步骤①得到的金属前驱体溶液，取80μl加入到50ml烧杯中，加入160μl油胺，20ml正己烷，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液1；

[0051] ④将步骤②得到的溴化镁水溶液，取200μl加入到50mL的烧杯中，加入10mL乙腈，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液2；

[0052] ⑤将步骤③中的溶剂1，加入到步骤④中的溶剂2中，冰水浴中搅拌1min然后将产物静置3min，取上层溶剂9000r/min离心，弃去上清液，将产物分散在正己烷溶液中，得到CsPbBr3‑3纳米晶。

[0053] 本实施例制备得到的CsPbBr3‑3纳米晶的厚度平均尺寸为2.7nm，其AFM图像见图2CsPbBr3‑3。

[0054] 实施例4

[0055] 本申请实施例4提供一种具有高量子限域效应CsPbBr3‑4纳米晶的合成方法，包括以下步骤：

[0056] ①分析天平称取总计为1mmol的乙酸铯，乙酸铅到50mL的四口烧瓶中，加入20mL的油酸，抽真空并置于氮气氛围中，以15℃/min的升温速率升温至150℃，乙酸盐全部溶解后再冷却至室温(20 ‑30℃)，得到金属前驱体溶液；

[0057] ②将1mmol溴化镁溶解在10mL水中。充分溶解；

[0058] ③将步骤①得到的金属前驱体溶液，取80μl加入到50ml烧杯中，加入160μl油胺，20ml正己烷，加完后置于60℃水浴中搅拌10min，得到溶液1；

[0059] ④将步骤②得到的溴化镁水溶液，取100μl加入到50mL的烧杯中，加入10mL乙腈，加完后置于60℃水浴中搅拌10min，得到溶液2；

[0060] ⑤将步骤③中的溶剂1，加入到步骤④中的溶剂2中，冰水浴中搅拌1min然后将产物静置3min，取上层溶剂9000r/min离心，弃去上清液，将产物分散在正己烷溶液中，得到CsPbBr3‑4纳米晶。

[0061] 本实施例制备得到的CsPbBr3‑4纳米晶形貌为棒状，其TEM图像见图3(a‑b)。图1中XRD图谱所示各衍射峰的位置和相对强度均与CsPbBr3‑4纳米晶材料的的XRD图谱相匹配。

[0062] 实施例5

[0063] 本申请实施例1提供一种具有高量子限域效应CsPbI3‑1纳米晶的合成方法，包括以下步骤：

[0064] ①用分析天平称取总计为1mmol的乙酸铯，乙酸铅到50mL的四口烧瓶中，加入20mL的油酸，抽真空并置于氮气氛围中，以15℃/min的升温速率升温至150℃，乙酸盐全部溶解后再冷却至室温(20 ‑30℃)，得到金属前驱体溶液；

[0065] ②将1mmol碘化镁溶解在10mL氢碘酸。充分溶解；

[0066] ③将步骤①得到的金属前驱体溶液，取80μl加入到50ml烧杯中，加入120μl油胺，10ml正己烷，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液1；

[0067] ④将步骤②得到的碘化镁‑氢碘酸溶液，取100μl加入到50mL的烧杯中，加入10mL乙腈，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液2；

[0068] ⑤将步骤③中的溶剂1，加入到步骤④中的溶剂2中，冰水浴中搅拌1min，然后将产物静置3min，取上层溶剂9000r/min离心，弃去上清液，将产物分散在正己烷溶液中，得到CsPbI3‑1纳米晶。

[0069] 本实施例制备得到的CsPbI3‑1纳米晶的厚度平均尺寸为1nm，其AFM图像见图2CsPbI3‑1。

[0070] 实施例6

[0071] 本申请实施例1提供一种具有高量子限域效应CsPbI3‑2纳米晶的合成方法，包括以下步骤：

[0072] ①用分析天平称取总计为1mmol的乙酸铯，乙酸铅到50mL的四口烧瓶中，加入20mL的油酸，抽真空并置于氮气氛围中，以15℃/min的升温速率升温至150℃，乙酸盐全部溶解后再冷却至室温(20 ‑30℃)，得到金属前驱体溶液；

[0073] ②将1mmol碘化镁溶解在10mL氢碘酸。充分溶解；

[0074] ③将步骤①得到的金属前驱体溶液，取80μl加入到50ml烧杯中，加入120μl油胺，10ml正己烷，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液1；

[0075] ④将步骤②得到的碘化镁‑氢碘酸溶液，取150μl加入到50mL的烧杯中，加入10mL乙腈，加完后置于冰水浴中搅拌10min，得到溶液2；

[0076] ⑤将步骤③中的溶剂1，加入到步骤④中的溶剂2中，冰水浴中搅拌1min，然后将产物静置3min，取上层溶剂9000r/min离心，弃去上清液，将产物分散在正己烷溶液中，得到CsPbI3‑2纳米晶。

[0077] 本实施例制备得到的CsPbI3‑2纳米晶的厚度平均尺寸为1.8nm，其AFM图像见图2CsPbI3‑2。

[0078] 实施例7

[0079] 本申请实施例1提供一种具有高量子限域效应CsPbI3‑3纳米晶的合成方法，包括以下步骤：

[0080] ①用分析天平称取总计为1mmol的乙酸铯，乙酸铅到50mL的四口烧瓶中，加入20mL的油酸，抽真空并置于氮气氛围中，以15℃/min的升温速率升温至150℃，乙酸盐全部溶解后再冷却至室温(20 ‑30℃)，得到金属前驱体溶液；

[0081] ②将1mmol碘化镁溶解在10mL氢碘酸。充分溶解；

[0082] ③将步骤①得到的金属前驱体溶液，取80μl加入到50ml烧杯中，加入120μl油胺，10ml正己烷，加完后置于20℃水浴中搅拌10min，得到溶液1；

[0083] ④将步骤②得到的碘化镁‑氢碘酸溶液，取200μl加入到50mL的烧杯中，加入10mL乙腈，加完后置于20℃水浴中搅拌10min，得到溶液2；

[0084] ⑤将步骤③中的溶剂1，加入到步骤④中的溶剂2中，冰水浴中搅拌1min，然后将产物静置3min，取上层溶剂9000r/min离心，弃去上清液，将产物分散在正己烷溶液中，得到CsPbI3‑3纳米晶。

[0085] 本实施例制备得到的CsPbI3‑3纳米晶的厚度平均尺寸为2.9nm，其AFM图像见图2CsPbI3‑3。

[0086] 实施例8

[0087] 本申请实施例2提供一种具有高量子限域效应CsPbI3‑4纳米晶的合成方法，包括以下步骤：

[0088] ①用分析天平称取总计为1mmol的乙酸铯，乙酸铅到50mL的四口烧瓶中，加入20mL的油酸，抽真空并置于氮气氛围中，以15℃/min的升温速率升温至150℃，乙酸盐全部溶解后再冷却至室温(20 ‑30℃)，得到金属前驱体溶液；

[0089] ②将1mmol碘化镁溶解在10mL氢碘酸。充分溶解；

[0090] ③将步骤①得到的金属前驱体溶液，取80μl加入到50ml烧杯中，加入120μl油胺，10ml正己烷，加完后置于60℃水浴中搅拌10min，得到溶液1；

[0091] ④将步骤②得到的碘化镁‑氢碘酸溶液，取100μl加入到50mL的烧杯中，加入10mL乙腈，加完后置于20℃水浴中搅拌10min，得到溶液2；

[0092] ⑤将步骤③中的溶剂1，加入到步骤④中的溶剂2中，冰水浴中搅拌1min，然后将产物静置3min，取上层溶剂9000r/min离心，弃去上清液，将产物分散在正己烷溶液中，得到CsPbI3‑4纳米晶。

[0093] 本实施例制备得到的CsPbI3‑4纳米晶形貌为棒状，其TEM图像见图3(c‑d)。本实施例制备的CsPbI3‑4纳米晶材料的XRD图谱见图1。图1中XRD图谱所示各衍射峰的位置和相对强度均与CsPbI3‑4纳米晶材料的的XRD图谱相匹配。

[0094] 对实施例1‑3、5‑7(镁的添加量不同)制备得到的CsPbX3纳米晶进行了AFM分析，表征结果见图2。这些CsPbX3纳米晶具有层状结构，厚度从1.0nm逐渐增加到2.9nm，分别对应于单层(n＝1)、双层(n＝2)和三层(n＝3)。这些结果证明了所制备的CsPbX3的层状形态。

[0095] 本实施例4和8与其他实施例相比，水浴温度不一样，对本实施例4和8制备得到的CsPbX3纳米晶的单颗粒进行HRTEM分析，表征结果见图3(c‑d)。图3(c‑d)的HRTEM显示的晶格条纹的间距为 和 能分别与CsPbBr3的(200)晶面和CsPbI3的(200)晶面对应，由此说明本实施例制备的材料为CsPbX3纳米晶。

[0096] 对本实施例1‑8制备得到的CsPbX3纳米晶的光学性能进行征，表征结果见图4。从图4a中可以CsPbX3纳米晶375nm的激发下发射出紫光、深蓝光、天蓝光、绿光、黄绿光、橙光、红光、深红光。且图4b中可以看出产物在己烷溶液当中具有良好的分散性。

[0097] 以上未涉及之处，适用于现有技术。

[0098] 虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。