1.一种基于1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子的铋碘簇杂化类钙钛矿材料,其特征在于:该铋碘簇杂化类钙钛矿材料的结构式为(BMPY)3(Bi2I9),式中BMPY为1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子,其分子结构如式(I):
(I);
上述类钙钛矿材料的晶体为三斜晶系,P‑1空间群,晶胞参数为a=19.5542(6)Å,b=
22.1063(7)Å,c=26.4190(10)Å,α=65.5044(11)°,β=75.8191(13)°,γ=88.4150(13)°,V=
3 3
10040.2(6)Å , Z=2,ρC=2.660g/cm , 材料的晶体颜色为棕红色;该材料结构表现为离子
3‑
型化合物,其中铋碘簇(Bi2I9 )为抗衡阴离子,阴离子中的两个BiI6八面体呈共面型连结形式,而阳离子则是1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子;因为阳离子中丁基的构象变化及其多样,
3‑
因此该晶体结构的结晶学独立单元中包括四个构象稍有差异的(Bi2I9 )阴离子,和12个构象有差异的1‑丁基‑4‑甲基吡啶阳离子,其分子结构如式(II):(II)。
2.根据权利要求1所述基于1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子的铋碘簇杂化类钙钛矿材料的制备方法,其方法包括以下步骤:(1)室温下将1‑丁基‑4‑甲基氯化吡啶溶解在乙腈与水混合溶液中;
(2)室温下将碘化铋和碘化钾粉末混合溶解在乙腈中;
(3)将所述述两种溶液混合,并搅拌使之充分反应,得到棕红色溶液A;
(4)将滤液A减压旋蒸至干,洗涤并干燥,最终得到红棕色晶态粉末产物。
3. 根据权利要求2所述基于1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子的铋碘簇杂化类钙钛矿材料的制备方法,其特征在于:所述的三种反应物的摩尔比1‑丁基‑4‑甲基氯化吡啶 : BiI3 : KI为3 : 2 : 3。
4.根据权利要求1所述基于1‑丁基‑4‑甲基吡啶鎓阳离子的铋碘簇杂化类钙钛矿材料的应用,其特征在于拥有类似钙钛矿的杂化结构, 其电子结构中导带底部区域独特地由阳离子成分组成,其光学带隙值(即半导体禁带宽度)为1.86 eV,是中等禁带宽度的无铅型类钙钛矿杂化半导体材料,光电响应测试表明其具有特征的光电导性能,可作为卤化物基杂化钙钛矿光电器件中的半导体材料。