【摘 要】
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为了尽可能真实地显示物体的颜色,背光显示器必须使用能够发射超纯光的材料来获得尽可能宽的色域。而人眼对三原色中的绿色极为敏感,因此寻求高效纯绿色发光材料一直是研究人员追求的目标。另外,背光显示器通过像素点阵的组合发光来显示物体的形状和颜色,因此需要发光阵列来实现此功能。全无机钙钛矿由于具有相对优良的环境稳定性、发光波长可以精确调控、高缺陷容忍度、显著的激子发光和高的光致发光量子效率（PLQY）等性质
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为了尽可能真实地显示物体的颜色,背光显示器必须使用能够发射超纯光的材料来获得尽可能宽的色域。而人眼对三原色中的绿色极为敏感,因此寻求高效纯绿色发光材料一直是研究人员追求的目标。另外,背光显示器通过像素点阵的组合发光来显示物体的形状和颜色,因此需要发光阵列来实现此功能。全无机钙钛矿由于具有相对优良的环境稳定性、发光波长可以精确调控、高缺陷容忍度、显著的激子发光和高的光致发光量子效率（PLQY）等性质,其有望成为背光显示领域的候选材料。对于纯绿光发射,目前尽管利用自发组装的方法可以实现纯绿光发射,但是自组装的超级晶体在稀释溶液中可能会发生分解,这将导致发光峰位的移动和展宽。对于发光阵列,目前报道的热压印法、刻蚀薄膜法、两步法和聚二甲基硅氧烷（PDMS）模板限域法合成的钙钛矿阵列样品晶体质量差,因此需要探索一种新的方法来合成高质量的全无机钙钛矿阵列。此外,钙钛矿晶体由于存在拉什巴效应而显示双峰发射,这对于单色发光是不利的,因此需要厘清拉什巴效应的产生机理和调控手段。为了解决上述问题,本论文利用气相法可控合成了Cs Pb Br3微结构（微米片、金字塔样品和微米球）和Cs Pb X3亚微米片阵列,实现了稳定的高效率纯绿光发射、高质量的钙钛矿阵列和结构相调控的拉什巴效应。研究内容具体包括以下三个部分:（1）利用化学气相沉积（CVD）的方法,通过控制生长时间和冷却速率合成Cs Pb Br3微米片、金字塔样品和微米球。X射线衍射（XRD）图样结果显示,微米片是立方晶相,而金字塔样品和微米球是单斜晶相。这种不同晶相是由冷却速率的不同导致的。反射谱显示三种形貌样品具有相同的光学带隙（2.353 eV）,但是微米球样品具有更强的光致发光（PL）强度和更高的PLQY（微米片和金字塔样品的PLQY为55%,微米球的PLQY为75%）。变温PL光谱表明这是由于微米球样品具有更低的纵光学（LO）声子能量。并且,通过在不同的沉积位置放置硅衬底可以实现连续改变微米球的直径（2-50μm）,进而可以实现微米球发光峰位可调制,覆盖纯绿光波段（525-535 nm）。（2）利用种子辅助的气相限域法合成了全无机钙钛矿亚微米片阵列。通过晶种阵列的外延生长,成功地生长出全无机钙钛矿亚微米片。空间限制效应对亚微米尺度的生长起到至关重要的作用。这种亚微米片可以发射超低阈值（0.22μJ/cm~2）的回音壁模式（WGM）激光,并且亚微米尺度的横向尺寸使其表现单纵模WGM输出。通过改变全无机钙钛矿中卤素原子的组成和比例,成功合成了Cs Pb I3和Cs Pb BrxI3-x亚微米片,实现了覆盖绿光到红光波段的超低阈值单模激光。（3）在全无机钙钛矿微结构中实现了结构相调控的拉什巴效应。圆偏振光电流效应（CPGE）和变温PL光谱证明了Cs Pb Br3微米片和金字塔样品存在拉什巴效应。通过比较不同晶相样品的低能发光峰和高能发光峰的能量间隔,计算拉什巴参数,证明了结构相是影响拉什巴效应强弱的因素,并且这种影响机制很可能与激子-声学声子耦合强度有关。
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