第一篇:探究实验活动总结
探究性实验教学设计活动总结
摘要:通过探究式教学,一是提高了教师处理教材和合理利用教学资源的能力,教师能根据学生探究式学习的需要,合理地组织教学内容。二是提高了教师研究学法的热情和能力,在探究式教学中,最重要的是要激发学生探究的兴趣和热情,使他们能积极主动地去探究和体验,这就要求教师不但要研究每节课教什么,怎么教,还要研究学生怎么学。三是提高了教师自身的探究精神和探究能力,没有具有探究精神的教师,是很难培养出具有探究精神的学生的,所以在探究式教学中,教师要和学生一起,积极主动地探究。四是提高了教师的科研水平。
关键词:探究式教学 创新精神 创新能力 评价 正文:
由我校中学理科教研中心组织开展的“初中物理探究式教学”专题试验于正式开题,起动试验,开展此课题研究的目的在于通过学生自主探究性学习,从而培养学生的创新意识、创新精神和实践能力。对于我校推进课程改革,提高初中物理教学质量具有一定的现实意义。下面谈谈我们的做法和体会。
一、试验的基本情况
根据课题组总的计划安排,该课题试验分为以下几个步骤。
(一)第一阶段
研究的主要内容是:探索课堂教学中(包括新授课、实验课、复习课等)进行小型探究活动的内容和方法,并建立起初步的教学模式。
(二)第二阶段 研究的主要内容是:探索课外进行专题探究活动的内容和方式。如怎样联系本地实际确定专题,探索研究的形式和方法。
(三)第三阶段
研究的主要内容是:探索初中物理教学进行科学探究活动评价的原则、内容和方式。构建科学合理的评价体系。
(四)第四阶段 研究的主要内容是:探索初中物理课内外综合优化探究式教学,培养学生探索创新能力的功能和作用。
二、实验的基本做法
(一)明确在初中物理教学中进行探究式教学的目的和意义 所谓探究式教学,就是把促进学生创新精神和实践能力的发展作为重点,以学生的自主探究学习为核心,将教学与学生的生活实际紧密地联系起来,在交流与实践中探索、发现与应用新知,形成积极主动的、轻松活跃的、气氛和谐的学习过程,从而培养学生的创新意识、创新精神和实践能力。我校进行中物理“探究性学习”课题研究,其目的和意义主要体现在以下两个方面。
2.确定科学的评价原则和内容
我们在对学生探究性学习活动的评价时遵循了下列原则:一是重视学生的学习过程而不是探究的结果;二是重视学生在知识技能的应用而不是知识的数量;三是重视学生亲身参与探究性实践活动,获得感悟和体验而不是一般地接受别人传授的经验;四是重视全员参与而不是只关注少数尖子学生。其中最注重学生在学习过程中的自我评价和自我改进,使评价成为学生学会实践一一反思、发现自我、欣赏别人的过程。由于对学生探究活动的评价应关注学生探究的全过程,所以让学生参与和体验科学探究的一般过程(包括提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达、交流)等等都是评价的主要内容。
3.运用多样化的评价方法 评价方法的选择应根据评价内容的需要,由于学生的探究活动内容是多元和综合的,那么对应的评价工具和方法也应注重多样化,尤其强调过程性评价。实践证明只有将学生的过程性评价、表现性评价、纸笔测试、观察法和学生的自我评价等有机结合起来,才可以全面、有效地描述学生的学习状况,促进学生探究能力的发展。我们在教学实践中主要综合应用以下几种评价方式。
三、实验取得的主要成果
(一)改变了课堂教学方式
探究教学的实践,改变了课堂教学的面貌,教学方式产生了变革:一是变被动接受为积极探究;二是变以教师为中心的封闭、静态的讲授过程为学生主动参与的开放式动态教学;三是变学生呆板消极的学习行为为主动的动手、动口、动脑的灵活的学习过程,从而使课堂教学方式发生了根本性的变革。
(二)学生的探究意识和探究能力明显增强
通过探究式教学,激发了学生的探究热情,培养了学生的探究意识和能力,学生进行创造发明和技术革新的意识增强,如有的同学能探究设计家庭合适的提水设备;有的同学能自行设计、改进自家的炉灶,以提高热效率节约燃料等。特别是通过开展丰富多采的课外实践活动,如小实验、小发明、小制作、小论文、课外实践等,学生的动手能力和发明创造能力明显增强。
(三)教师的教学水平和能力明显提高 通过探究式教学,一是提高了教师处理教材和合理利用教学资源的能力,教师能根据学生探究式学习的需要,合理地组织教学内容。二是提高了教师研究学法的热情和能力,在探究式教学中,最重要的是要激发学生探究的兴趣和热情,使他们能积极主动地去探究和体验,这就要求教师不但要研究每节课教什么,怎么教,还要研究学生怎么学。三是提高了教师自身的探究精神和探究能力,没有具有探究精神的教师,是很难培养出具有探究精神的学生的,所以在探究式教学中,教师要和学生一起,积极主动地探究。四是提高了教师的
第二篇:实验探究活动教学设计方案
实验探究活动教学设计方案
一、实验课题:阿伏加德罗常数的测定
二、实验目的:
1进一步了解阿伏加德罗常数的意义。
2学习用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法。
三、实验仪器与试剂:
胶头滴管、量筒(10mL)、圆形水槽(直径30cm)、直尺、硬脂酸苯溶液。
四、实验探索的重点与难点分析:
本实验是高一化学中的选做实验,难度不特别大,但准确度不高,在做本实验之前我们经过了多方面的探索发掘后认为有两种方法值得一试。第一种是电解法测阿伏加德罗常数,第二种是单分子油膜法测阿伏加德罗常数。第一种方法的难点在于本实验是课堂演示实验,所以对时间的要求比较严格,但本方法实验时间比较长,此外本实验电解的是稀H2SO4溶液,有腐蚀性,这是本方法需要克服的又一难点。第二种方法操作比较简单,花费时间不长,是测阿伏加德罗常数比较完善的课堂演示方法,但本方法可变因素颇多,例如水槽中水的波动,水槽直径的测量,滴管的校正都会影响到最后的结果,这是本方法需要克服的一大难点。
五、实验探索的过程:
由于实验室的设备有限,我们并未针对第一种方法作可行性的实验探究,我们已经提供了实验方法,如果将来有条件可以一试。
我们重点针对第二种方法的那些问题进行了探究。
1实验开始前针对水槽要做甚末准备工作?
答:在开始实验前,一定要刷洗干净水槽方可开始实验。
2水槽中的水的波动如何解决?
答:水槽中的水的波动会影响到硬脂酸苯的扩散,我们在实验前保持水槽不被移动,使水面保持稳定。
3如何使滴管的校正比较准确?
答:校正滴管的时候应选择一个性能比较完好的滴管,在校正的时候要保持实验动作规范,这样校正的结果才能比较准确。4如何准确测量水槽的直径?
答:在测量水槽的直径的时候本来应该选择内卡尺,条件所限只好改用直尺,在测量的时候要选择水槽直径,但目测会有误差,最好的方法是使用手固定直尺一端后,将直尺的另一端左右晃动一下选择最大处,然后测量三次,取平均值。
5如何准确测定滴入水槽的硬脂酸苯的滴数?
答:在滴定的时候开始时扩散的速度会比较快,然后速度会逐渐减慢,这时一定要耐心等待一会,直至滴到液面上的液滴不再扩散且呈透镜状方可记下滴数。最后带入公式的滴数应为(d-1)。
六、结论与讨论:
1带入公式中的滴数时为甚末要减去1?
答:因为当最后一滴硬脂酸溶液滴下后,这滴溶液呈透镜状,说明这滴溶液并没有扩散,所以要减去1。
2在洗水槽的时候选择甚摸溶液效果会更好?
答:用10%氢氧化钠溶液或热纯碱溶液洗涤效果更好.(但要注意洗涤后要用清水冲洗干净,否则会造成滴数偏高,使计算结果偏低。)
3分析造成实验结果误差的原因?
答:水槽的清洁程度,滴管的校正,水槽的直径,都是造成误差的因素。
七、预期的结果及问题、对策:
本实验预期的结果就是会与阿伏加德罗常数6.02×1023有一定的误差,经过多次的实验发现级数基本不会出问题,就是6.02会有一定的偏差,如果实验操作正确,把可能造成误差的因素尽可能减小到最少,结果会和6.02×1023非常接近。
八:参考文献:
《中学化学教学法》 李嘉音 范杰 张伟敏 山东教育出版社
《中学化学实验》
张文朴 孟宗五
北京师范大学出版社
第三篇:高中生物实验探究
高中生物实验探究
生物学是一门以实验为基础的学科,实验教学是生物教学的重要组成部分,实验教学是课堂理论教学的有益补充和强化“生物实验从1986年正式纳入生物教学大纲,生物教材几经修改,生物教材中实验的内容和数量大量增加,实验的调整,对开发学生智力!培养能力起到了非常重要的作用”但与国外先进的教育经验相比较,我国在创新和能力培养上仍存在一定差距“如美国的TheBalle:School:生物理论课和实验课之比为3:4/周,与物理!化学等课目基本一致”澳大利亚中李的生物实验为7“学时,占总学时的1/:,平均每周有1学时实验,还示包括教师的演示实验,而我国高中实验仅H学时,占总课时的11%,平均每4一5周有一次实验,况且,有些学校还没开足。
据俞莉丹等对中美中学生实验教学进行对比研究,如下图所示 表1中美中学生物实验课的课时安排对比
Table1ContrastbetweenChinaandUSAinseheduleinseniormiddlesehoolbiolo群exPerimental
从上表可以看出,虽然课改我国加大了生物实验内容的比例,但与美国相比,我国实验课开出率并不高”另外,在实验课时间的安排上,都比较短,不利于一些探究实验的进行“生物新课程主要倡导探究性学习,有许多探究性学习是通过实验来进行的”开展实验教学除了有足量的课时外,还需要配套的生物学实验室!实验员!基本的实验器材和条件以及实验的经费,还要有实验用的的动植物!微生物等材料,这些都是生物实验的正常开展所不可缺少的“近几年国内对高中生物实验的研究的文献资料较多,根据研究的内容不同,可概括为以下几个方面: 第一方面是关于对生物实验教学的认识方面的,作者从不同方面谈自己对生物实验的看法”如马友仙指出教师要在认真学习和领会生物课程标准的基础上结合学校的实际情况,教师必须向学生提供更多的机会,让学生亲自参与教学的实践,从而更好地体现学习过程的探究性,更好地体现教学目标的明确的发展取向和发展价值,更好地体现课堂教学目标多元化的特点“谭雪琴等认为生物学实验的作用如下(l)运用生物实验教学培养学生各种能力;(2)在生物实验教学中培养科学的实验思想”徐明芳在研究中指出在生物实验教学中要从几个方面入手:(1)通过问题提高学生对实验教学的认识;(2)通过了解仪器和药品的特性培养学生的使用能力;(3)通过培养学生的生物科学探究能力来进行实验;(4)重视对实验过程和实验结果的分析“。
第二方面是生物实验教学现状方面的研究”不同地区的研究者从不同角度对生物实验的教学现状进行了研究“陈风棠研究了新疆乌鲁木齐市十四所中学生物实验教学状况,发现能全部完成实验的学校占25.9%;实验室设备配备齐全的学校占47.4%,没有设备的占3.7%;有18.5%的学校没有实验员,有两个专职实验员的仅占3.7%;直观教具齐全的学校占14.8%,另外有74.1%的学校没有条件建生物园地,同时发现被调查的学校中没有实验经费很充足的学校,由于实验条件跟不上,被调查的许多学校不能完成当时的教学大纲中对实验教学的要求”根据周宏治!姚光玲等人的调查,四川省自1994年高考取消生物学以后,生物学教师的流失率为35%,甚至个别地方中学生物学教师的流失率超过50%,兼职生物学教师多于专职生物学教师,占52.9%“中学生物实验课时被严重削弱或取缔,一些郊县和边远地区的学校,中学生物学实验室被征用,改作教室或做为他用,还有一些学校干脆就不开设生物实验课”据常淑红等对济南市部分高中的调查结果发现,生物实验室仪器设备能满足实验教学需要的学校占18.7%,有现代化生物实验设备(如多媒体投影仪等)的占4.2%,实验室有专职生物实验员仅占37.5%“刘天学等的研究周口46所城乡中学具有生物实验室的学校有36所,占调查总数的78.3%,做演示实验的有32所,占总数的69.6%,有时做有时不做的占6.5%,从未做过演示实验的为n所,占总数的23.9%;上实验课的有28所,占总数的60.9%,有实验室但从未上过实验课的有12所,占总数的26.1%;实验课开课率在80%以上的仅有4所,占总数的8.7%,实验课开课率达不到教学大纲要求半数的有27所,占总数的58.7%;教学班数与生物课教师人数之比在6:1以上的有12所,占总数的26.1%”。
第三方面是对生物实验教学进行指导及实验改进方面的,如陈志棋!崔丽绮等根据普通高中生物新教材(人民教育出版社1997年10月第1版)中卖验的数量明显增多,为了搞好新教材中实验内容的教学,对新增的21个实验提前进行了试做“结合他们的试验体会,对怎样做好高中生物新教材中的实验,提供了参考”程玉对DNA的粗提取与鉴定实验进行了改进,改变了以前用鸡血细胞提取DNA的方法,改用洋葱细胞进行实验,操作简单,节省费用,同样达到了教学效果“李文彩对生物组织中可溶性还原糖!脂肪!蛋白质的鉴定,比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用, DNA的粗提取与鉴定等实验提出了改进建议,同时在研究中指出,通过改进高中生物实验,不仅解决了实验材料!药品短缺问题,而且也节省了实验时间和实验经费”。
第四方面关于生物实验教学方法方面的研究“教学方法种类很多,不同的教师根据实际情况采用不同的方式”如滕春喜指出生物学科的自主探究与合作学习主要体现在实验上,一般模式为发现问题!提出问题!设计实验!实验验证和得出结论“林佩琴认为教会学生归纳分类进行应对十分必要,在此基础上掌握实验的原理分析,实验步骤设计,实验结果的分析,提高灵活运用实验知识和具有不同情境下迁移知识的能力”边丽荣认为生物学实验应以探究性学习为主,科学探究是学习生物学基本!有效的途径之一,它有助于学生形成对生命世界的正确认识!对科学本质的理解和对生物学规律的领悟,应作为高中生物学教学的基本内容和方法“。
第五方面是关于提高学生实验能力和科学素养方面的研究”吴春秀在研究中指出,在生物实验教学中,要提高学生的操作能力!获得知识的能力!整理分析的能力和解决问题的能力;姬淑芳在研究中指出:要使学生掌握实际的原理与方法,培养学生对实验程序的分析能力同时要培养学生对实验现象的解剖能力;陈博认为要提高学生的科学素养从几方面入手:传授生物实验技能和生物学研究方法!培养学生的科学态度训练创新思维!培养创新能力培养学生的观察能力和养成积极思考的习惯“
第六方面是关于实验教学评价方面的研究”生物学实验课程中的学生评价是指在生物学实验过程中对学生的学习进展与行为变化的评价,包括对学生在实验前!实验中!实验后的知识与技能!过程与方法!情感态度与价值观方面的发展状况的评价“如宋汉萍等在研究中,叙述了多元评价体系的涵义!意义以及高中生物实验课程的多元学习评价体系的构建情况” 第七方面是关于高中生物实验室的配置方面的研究“实验室的配置包括实验室的配备!实验仪器设备的配备!实验员的配备以及实验室资源开发等发面”如黄敏在研究中指为了达到提高学生素养的教育目标,广大生物学教育工作者在努力探索高中生物新课程课堂教学改革的同时,应注重加强生物实验室资源开发与建设,积极创造条件,按照新课程标准的规定切实开展好生物学实验教学“又如林农的研究认为,实验员的职能必须由传统单纯的实验室管理和实验准备的职工职能转向协助课任教师组织并指导学生进行探究性实验的教辅职能,甚至要能独挡一面地为任课教师分担学生探究性实验的部分教学工作;同时要求实验员要求做到爱岗敬业强化服务意识!具有适应新课程理念的改革创新意识和能力!具备适应高中生物探究性学习的专业知识与技能和具有仪器设备功能开发及学习掌握新技术的能力,从而提高自身素质。另外,还有其他一些关于高中生物实验的研究,如金本钱的高中生物新旧教材实验内容的比较,将旧教材中的三个实验与新教材作进行对比分析”郭建超的研究对实验设计题的审题和解题进行了详细的分析“刘枫对高中生物实验教学目标进行了研究,将教学目标分为认知领域的实验教学目标!操作领域的实验教学目标和情感领域的实验教学目标,认知目标分为知道!理解!掌握!评价四个层次,操作目标分模仿操作!独立操作!定型操作和创新四个层次,情感目标分动机与兴趣!习惯!态度与品格三个层次,并对生物教材实验中各种目标的体现情况进行了阐述”。
第四篇:科学课实验探究
争奇斗艳科学课
社团盛开科技花
深大附中有大小社团数十个,其中初中实验年级科技社团开办得有声有色,丰富多彩。生命科学社观察探索生命奥秘,化学社体验物质相遇产生的奇迹,物理社探究电的奥秘,在社团活动中同学们展示自己的科技特长,发现许多生活乐趣,进而体验科技魅力,分享成长快乐,培养创新意识和实践能力。
生物社团的“蚂蚁习性观察”让同学们体验生命的神奇,“解剖鲫鱼了解结构”活动给同学们增添了生活的乐趣。化学社“学习制作豆腐”让同学们了解了食物制作的原理。物理社“探究电的奥秘”提高了同学们的动手能力,培养了孩子们的科学探索精神。
初中科技类社团展示了各自的精彩!微课奇葩一朵朵
科学学科重视引导,从微处入手,提倡快乐学习,最求微课堂,好成绩!为此科学课教师人人上好一堂微课,亮点闪闪,奇葩朵朵,教育教学成效显著。
本学期初,为了进一步提高教学有效性,初中实验年级的科学课教师重点研究微课,做到人人做,人人评,人人有收获,人人做专家。
老师们的微课展示涵盖了学科的教学重点、难点和特色内容,教学形式丰富,微课类型多样,充分展示了课堂教学中先进的教育理念、娴熟的课程整合能力、扎实的教学功底和个性化的教学风采。通过集中展播、人性点评和共享交流等方式,定期组织教师开展“微课”的设计、观摩、学习、评课、反思、研讨等活动,实现微课交流与应用的建设目的,切实提高教师的教学和科研水平。
教学实践中,教师们的微课堂一直专注于为莘莘学子提供优质课外辅导课程服务,提高学生学习兴趣,挖掘学生潜能,遵循学生学习的规律,在微课堂老师的精心辅导下,微课堂学生各科成绩得到了很大提高。
教学和实验并重 初中实验年级的科学课倡导教学和实验并重,优化科学实验设计方案,切实提高学生的科学实验参与意识和动手能力。我们的理念是:实践是创造思维的摇篮。
实验是认识的基础,理论是实践的指导。初中实验年级的科学课,要求通过学生自己思考设计实验,既可以培养学生动手动脑解决问题的能力,又可以培养学生的发散思维能力和创新设计的能力。
教师在组织学生开展实验设计时,可引导学生阅读、查找一些实验小窍门、实验药品以及仪器的代用品、实验装置的改进等有关资料,以开阔学生的视野,启迪学生进行创造思维。
实施探究实验教学方法,拓展学生的创新思维,探究性实验教学,强调创设问题情景,再设计实验方案,通过合作交流得出实验结论。把学生的学习过程转化成了发现认识过程,促进了学生的动脑思维、动口表达、动手实验和动眼观察,培养学生实验操作技能、观察能力,最大限度地提升学生实验能力。
初中实验年级的科学课不断探索前进,在深大附中的满园春色中争奇斗艳。
第五篇:科学探究活动总结
科学探究活动总结
用于自供电圆偏振光探测的手性无铅杂化钙钛矿
金属卤化钙钛矿由于其手性有机物诱导的金属卤化钙钛矿敏感特性和无机骨架的高效电荷传输特性,近年来成为CPL检测的新选择。然而,这些手性钙钛矿大多含有高浓度的毒性铅,这将成为其进一步应用的潜在瓶颈。在此,我们成功地开发了两种无铅卤化物钙钛矿,[(R)-β-MPA]4AgBiI8((R)-(+)-β-甲基苯乙铵,1-R)和[(S)-β-MPA]4AgBiI8((S)-β-MPA =(S)-()-β-甲基苯乙铵,1-S)。圆二色性测量表明,这些钙钛矿在有机阳离子的诱导下表现出明显的手性,以区分CPL光子的不同偏振态。值得注意的是,它们呈现出独特的手性极性光伏,从而在不需要外部电源的情况下实现了前所未有的自供电CPL检测。自通电CPL检测的各向异性系数达到了0.3,在已报道的手性钙钛矿中达到了最高。本研究表明,杂化双钙钛矿是一种很有前途的光电子候选材料,为开发新型绿色高性能圆极化光敏材料提供了新的途径。
近期,杂化钙钛矿广泛应用于光伏和光电领域。[1]特别是,基于CH3NH3PbI3的太阳能电池的效率突破了25.2%。[2]同时,金属卤化物钙钛矿具有结构柔性,这使得可以利用手性有机阳离子来构造具有潜在的圆偏振光致发光,非线性光学性能,体光伏效应和铁电的手性钙钛矿。[3]值得注意的是,随着高效电荷传输和手性的结合,手性钙钛矿有望将其应用于检测圆偏振光(CPL),这在自旋信息和量子光学的光通信中是必不可少的。[4]与传统的CPL检测器(其中的非手性光电检测器带有一个四分之一波片和一个线性偏振器)相比,手性敏感的混合钙钛矿将通过电信号直接区分右手CPL(RCP)和左手(LCP),从而简化集成设备。[5]不出所料,基于杂化钙钛矿的杰出CPL光电探测器,例如(R-和S-α-MBA)PbI4,(R-和S-α-PEA)PbI3和[(R-β-MPA] 2MAPb2I7分别由唐和袁的小组实现。[6]然而,上述提及的钙钛矿含有高浓度的有毒铅,而具有独特CPL检测特性的无铅杂化钙钛矿仍未开发。因此,迫切需要开发新的“绿色”手性钙钛矿用于潜在的圆偏振光敏应用。无铅卤化物双钙钛矿正因其无毒,相稳定和诱人的物理光电特性等独特特性而成为下一代光电候选物。[7]同时,利用结构的可调性,合理地构建了具有各种组成和性能的二维卤化物双钙钛矿。[8]随后,分别在(C4H9NH3)2CsAgBiBr7 [9]和(异戊基铵)2CsAgBiBr7 [10]中实现了高性能X射线检测和偏振敏感光电检测。这些杰出的结果使无铅双钙钛矿在光电子应用中大有前途。但是,到目前为止,仍未开发具有CPL检测功能的无铅混合钙钛矿。在此背景下,我们设计并合成了手性“绿色”杂化双钙钛矿,[(R-β-MPA] 4AgBiI8((R)-β-MPA=(R)-(+)-β-甲基苯乙铵1-R)和[(S-β-MPA] 4AgBiI8((S)-β-MPA=(S)-(–)-β-甲基苯乙铵,1-S),1-R和1-S的本征手性提示它们的单晶对圆偏振光敏感。有趣的是,手性极性结构中的块状光伏具有前所未有的自供电CPL检测功能,具有0.3的高各向异性系数,这是CPL探测的先驱。
这些手性双钙钛矿的单晶是在氢碘酸溶液中Ag2O,Bi2O3和相应的手性胺以化学计量制得量的。1-R和1-S的粉末X射线衍射(XRD)图与根据相应模拟得到的结果匹配得很好(图S1),确认所获得的相是纯的。单晶XRD揭示了1-R和1-S是反对称的同构结构,并在P21的手性极性空间基团中结晶(表S1)。观察到的二次谐波产生进一步证实了极性结构(图S2)。如图1所示,单晶结构为由交替连接的转角共享BiI6和AgI6组成具有Bi–I键长(3.04至3.09Å)的八面体层和不同的Ag–I键长(2.66至3.37Å)。这样的金属卤化物层沿c轴堆叠,相应的手性β-MPA阳离子分布在中间层中。无机层和手性阳离子是通过N-H∙∙∙Br氢键连接(图S3)。如在手性极性空间群,沿b轴极化值为0.875μCcm-2。[3d]
考虑到1-S和1-R的手性特,1-S和1-R膜(图S4)显示出明显的圆二色性(CD)信号,该信号在相同的波长下却具有相反的值。值得注意的是,不同的CD信号位于其特征吸收峰(515 nm)附近,表明CD信号应归因于手性双钙钛矿而不是有机阳离子(232 nm)。该结果表明手性从有机阳离子直接转移到钙钛矿上,促进了这些钙钛矿具有固有的手性,这种手性转移在以前的手性杂种中被广泛观察到。[11] 结果,1-S和1-R的固有手性将易于诱导手性电和手性光学性质,从而导致有希望的CPL光电探测。
尺寸为12×5×1的1-R高质量单晶通过溶液挥发可以生长到5.0×1.0 mm3(图S5),且晶体形态与模拟结果。顶面的单晶XRD图案对应于(001)面(图3a)。薄晶体的AFM图像也证明了其分层特征,并且高质量,几乎没有表面缺陷(图3b)。之前为了探索CPL性能,进行了1-R的半导体性能测试。固态紫外线可见光谱显示1-R的吸收边约为616nm(图3c),光带隙为2.01 eV,这与以前报道的基于I的双峰比较钙钛矿,例如[AE2T] 2AgBiI8(2.0 eV),[8b]和(C3H9NI)4AgBiI8(1.87 eV)。[12]此外,部分态密度分析表明,导带最小值主要被Bi 6p轨道占据,而Ag 4d和I 5p态 直接贡献最大价带(图S6)
证明1-R的半导体特性主要由无机层决定,如先前报道钙钛矿的两倍。[8a]然后,平面型配置的光电探测器沿着相应手性的(001)平面构建单晶。不出所料,明显的光电效应是
在1-R和1-S单晶中观察到(图S7)。图3d展示了1-R的电流-电压特性暗处并在520 nm的光照下受益于光感应载流子,电流-电压曲线显示光照下光电流明显增加。
鉴于上述光电效应,本征CPL研究了两种手性晶体的探测能力(图4a)。由于获得了gCD的最大峰值大约520 nm(图S8),最大的分辨能力LCP和RCP之间可能会在此区域之间发生冲突。如图4b所示,组装好的单晶器件在RCP和LCP光在520 nm的光照下呈现明显不同的光响应。对于1-R,在相同强度下,RCP照射下的光电流大于LCP照射下获得的光电流,这表明RCP和LCP光具有明显的区分能力。相反,在RCP照射下1-S中的光电流小于LCP照射中的光电流(图S9),进一步证实了有效的CPL光响应。因此,根据gIph = 2(IR – IL)/(IR + IL)推导出光电流的各向异性因子gIph,其中IR和IL代表RCP和LCP照射下的光电流。1-I的gIph值确定为0.22,与手性钙钛矿CPL检测器的报告值可比,例如(R-α-PEA)PbI3的gIph值为0.1,[(R)的为[6a] 0.2-R-α-PEA)PbI4的-β-MPA] 2MAPb2I7,[6b]和0.23。[13] 1-R的响应度和检测度计算为:R = 22μAW-1,D⃰= 1.2×107 Jones。1-R的响应度和检测率明显低于Pb基手性钙钛矿,这可能是由于强烈的晶格畸变以及层状双钙钛矿中不同金属之间的电子跃迁所致。8a光电流密度与光强度呈线性关系,并且在270 mW cm-2的光强度下,光电流密度达到6.0μA/ cm2(图S10)。此外,RCP和LCP的电流-时间曲线和可循环响应表明,这种CPL检测显示出显著的稳定性和可重复性。