1.结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写
2000 字左右的文献综述:
1.1引言
随着社会的发展与科技的进步,世界正在逐步走向一体化,而这其中通信起着至关重要的作用。在通信中,电磁波通信,必须要占用频谱资源,虽然看不见,摸不着,但是频谱资源是非常宝贵的,无线电波的频谱资源日趋紧张,网络已经变得拥挤不堪。由于可见光频谱的宽度达到射频频谱的1万倍[1],意味着能带来更高的带宽,光通信日渐成为世界通信的焦点。由于光通信光波频率资源丰富,频段宽阔,所以速度比电波快得多。此外,可见光对于人类来说是绿色的、无辐射伤害的一种物质,总而言之,可见光通信确实在理论更优于传统射频通信。而随着5G时代的来临,光电信息系统的性能急速提升,光电器件作为光电信息系统的核心,器件性能高效稳定决定了光电系统高效、快速和准确地进行信息处理但是可见光通信信息很容易泄露。因此,选择一种利用可见光双波段的通信加密具有了现实意义。
有机-无机杂化甲基铵卤化铅(MAPbX3,x=Cl,Br,I)结构材料具有高的光吸收系数、高的载流子迁移率、长的载流子扩散长度和寿命,其光电性质显著优于相应的非晶或多晶薄膜体系,广泛用于各种光电器件,如太阳能电池、发光二极管、激光器和光电探测器等[2],故很适合用作可见光双频探测的材料。在过去的三年中,由于人们对钙钛矿光电器件在光伏电池中的应用有了快速的了解,成为了一种非常有前途的新技术。许多新的OHPs结合了杂化材料的有益化学性质和非凡的光电性能[3]。
1.2钙钛矿材料
1.2.1钙钛矿材料的基本概述
钙钛矿是由特定的晶体结构所定义的一类材料类别,因为在光电,电阻,超导等方面有特殊性能而备受关注。1839年,德国矿物学家Gustav Rose在乌拉尔山脉发现了最初形式的钙钛矿矿物结构,是由钙、钛、氧等元素组成的钛酸钙矿物(CaTiO3),后来俄罗斯矿物学家Lev A.Perovski进一步确认了其结构,钙钛矿perovskite因此而得名,现在我们通常说的钙钛矿材料是指与矿石CaTiO3具有相似结构的一类材料。早期研究者对钙钛矿的研究主要集中于氧化物类型的钙钛矿,其具有良好的铁电、磁性和超导性能[4]。1958年,丹麦科学家Moller首次合成出卤素钙钛矿CsPbX3,并发现钙钛矿的光电导性,且不同卤素钙钛矿会对不同波段的光产生相应吸收。从2009年起,Kojima等人将有机-无机杂化钙钛矿CH3NH3PbX3(X=Cl、Br、I)材料作为吸光剂应用于太阳能电池,获得了3.8%的光电转换效率,从此以CH3NH3PbX3为代表的有机-无机杂化钙钛矿作为性能优异的光伏材料成为研究热点与此同时,随着纳米材料的兴起,研究者也尝试制备低维钙钛矿,探求其在低维度下的独特性能。
1.2.2钙钛矿材料的基本结构
钙钛矿材料结构广泛存在于自然界中,其结构通式一般用ABX3表示,如图1所示,其中A代表单价有机阳离子,如CH3NH3 ,B代表二价金属阳离子,如Pb2 ,X代表卤素阴离子,如Cl-,Br-,I-。在钙钛矿的晶胞结构中,1个金属元素B和周围6个卤素X配位,形成无机八面体框架BX64-,有机阳离子A则填充在八面体之间的空隙中,与12个卤素X配位形成十四面体。有机无机杂化钙钛矿材料中不同的无机和有机组份决定了材料的光电特性。无机结构层会影响材料的机械性质、电学性质以及介电性能等;而有机结构层主要影响材料的光电响应、稳定性和器件的光-电回滞等。有机无机杂化钙钛矿材料对无机和有机元素的选取可决定材料结构形成的可能性和稳定性,主要是通过两个因子来判断,即容忍因子(t)和八面体因子(mu;)。
