CH3NH3HgI3晶体的生长及光电性能研究

为探究有机金属卤化物CH3NH3HgI3的结构与光电性能间的内在规律,采用溶剂挥发法以甲基碘化胺(CH3NH3I)和碘化汞(HgI2)为反应物,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂合成CH3NH3HgI3多晶粉末;以甲醇(CH3OH)为溶剂在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上生长了CH3NH3HgI3薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-VIS-NIR)及电流电压测试仪(CVIV)表征其结构及光电性能。研究结果表明:制备的CH3NH3HgI3粉体为单一晶相结构;CH3NH3HgI3晶体存在多个范德华键作用面。薄膜的电阻率约为10^9Ω·cm;薄膜的禁带宽度为2.8 eV,其可见-近红外波段存在多个吸收峰,与薄膜中大量的结构缺陷有关。分析认为CH3NH3HgI3可应用于紫光探测领域。

CH_(3)NH_(3)HgI_(3)晶体的形貌模拟与结构分析

为探究有机金属卤化物CH_(3)NH_(3)HgI_(3)晶体的结构和形貌,采用MS软件的BFDH模型模拟了CH_(3)NH_(3)HgI_(3)晶体形貌,利用封端法辅助切面法计算了其重要晶面的附着能(E_(hkl)^(att)),利用WinXMorph软件模拟并分析了其主要晶面在不同生长速率比下可能产生的晶核形貌。结果表明:BFDH模型得到的CH_(3)NH_(3)HgI_(3)晶面重要性与封端法辅助切面法模拟结果一致,均为(100)>(002)>(011)>(110),表明了CH 3NH 3HgI 3晶体平衡态下的基本形貌特征;形核阶段晶核的随机形貌存在针状、柱状和块状晶体;沿[HgI_(4)]^(2-)四面体链延伸方向,CH_(3)NH_(3)HgI_(3)易于形成针状或柱状的晶体形貌。