IF=13！湖南大学Songlong, Liu，2024年最新Small
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Solid-State Anion Exchange Enabled by Pluggable vdW Assembly for In Situ Halide Manipulation in Perovskite Monocrystalline Film
Gao Weiqi; Liu Songlong; Chen Yang; Niu Kaixin; Lu Zheyi; Li Zhiwei; Zeng Zhiyao; Xiao Yulong; Zhai Yaxin; Liu Yuan; Wang Yiliu
Published：2024-04-28
DOI：10.1002/smll.202402159
研究揭示：固态阴离子交换技术实现钙钛矿单晶薄膜中卤化物的原位调控
研究背景
在光电子学领域，钙钛矿单晶基础器件的制备一直受限于有限的加工技术。尤其是，局部卤化物组成的调控，主导着能隙的形成，从而影响异质结构的形成和多波长光的发射。目前主要通过常见的液相或气相阴离子交换技术，结合光刻工艺实现，但由于多晶向单晶的转变中出现大量缺陷，阻碍了载流子的分离和传输，导致了单晶性质的牺牲。
研究内容
这项研究开发了一种无损伤、无需光刻的固态阴离子交换策略，旨在实现钙钛矿单晶薄膜中卤化物的原位调控。具体地，利用钙铅氯化物(CsPbCl<sub>3</sub>)作为介质，在特定位置与CsPbBr<sub>3</sub> van der Waals (vdW)组装，随后在阴离子交换后去除CsPbCl<sub>3</sub>，调控接触区域的卤化物组成，同时保留CsPbBr<sub>3</sub>的单晶性质。实现了CsPbBr<sub>3</sub>-CsPbBr<sub>x</sub>Cl<sub>3-x</sub>单晶异质结构，无需光刻。基于这种异质结构的器件表现出明显的整流行为和改善的光响应速率。还可以利用定制介质晶体构建异质结构阵列。此外，卤化物组成可以准确调控，实现对可见光谱的全覆盖。固态交换丰富了处理易受损的钙钛矿的工具箱，并为单晶钙钛矿光电子器件的集成铺平了道路。
研究意义
这项研究的创新点在于提出了一种新颖的固态阴离子交换策略，成功实现了对钙钛矿单晶薄膜中卤化物的原位调控，为光电子学领域带来了新的处理方法。这一技术的发展不仅为钙钛矿材料的加工提供了新思路，还为单晶钙钛矿光电子器件的性能优化和应用提供了重要的支持。
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