CsPbBr_3纳米片与PbSe量子点的第一性原理分子动力学研究

CsPbBr_3纳米片与PbSe量子点的第一性原理分子动力学研究随着二十一世纪科技的进步,传感器在无人机、红外夜视仪、导弹制导等方面的应用也越来越广泛。无机铅卤的钙钛矿因为具有量子转换效率高,波长覆盖面广,半高宽窄等特点,成为了目前研究的热点之一。CsPbBr₃纳米材料作为作为无机铅卤钙钛矿材料的制备、基本特性、生成机理以及量子点复合等研究较少,本文针对上述问题对六边形CsPbBr₃钙钛矿的基本参数、表面能、吸附能及与PbSe量子点复合后的光电特性等方面展开了基于第一性原理的分子动力学研究。本文通过Materials Studio软件对不同优化函数下的CsPbBr₃单胞的尺寸和性能进行了对比。基于实验室制备的六边形貌纳米片,结合表征结果,在仿真过程中对钙钛矿纳米片（100）和（110）这两个密勒指数面进行了分析。为了从热力学和动力学角度进行解释,实验对这两个面进行了表面能和吸附能的计算。在表面能计算过程中通过删移不同终止面的原子来去除（110）表面的极性,在吸附能计算过程中选取了物理吸附和化学吸附两种吸附的方式。本文最后还仿真了量子点PbSe的基本特性,并将窄带隙的PbSe（100）面与晶格匹配程度较高的CsPbBr₃（100）面一起构建了层状的复合结构,对比分析了结合前后的CsPbBr₃层以及PbSe层的带隙、光学图谱,以及复合后的异质结所导致的性能变化。本文以光电传感器为应用背景,主要基于形状可控的无机铅卤钙钛矿的化学合成方法,研究合成后的钙钛矿纳米片表面能、吸附能对生长形成的作用,以及PbSe量子点与钙钛矿引

起的性能变化和潜在应用。首先,通过仿真发现CsPbBr₃无机铅卤钙钛矿是一种很好的直接带隙半导体。其次,大尺度六边形

貌钙钛矿的（110）面具有较大的表面能,但因为油酸在该表面具有较强的吸附能而降低了该表面的生长速度。最后,与PbSe量子点复合后的CsPbBr₃纳米片光学特性得到加强,电子带隙得到放大。总之,这对基于微纳制造的无机铅卤钙钛矿光电传感器的发展具有一

定的指导意义。