二维材料最新Nature: 二维卤化物钙钛矿横向外延异质结构

【引言】

基于钙钛矿氧化物的外延异质结构与过渡金属硫化物等一同构成了现代电子/光电器件的主要部分。在这其中，卤化物钙钛矿作为新兴的半导体材料，在太阳能电池、发光二极管等领域均被认为具有潜在的应用价值。然而，由于超高的离子迁移率以及缺乏化学稳定性，卤化物钙钛矿的原子级外延生长尚未实现。因此，研究理解不稳定性的起源以及抑制离子扩散就变得非常重要而紧迫。

【成果简介】

美国普渡大学的Brett M. Savoie、窦乐添以及上海科技大学的于奕（共同通讯作者）等人在异质结领域取得重要进展，首次制备了二维卤化物钙钛矿外延异质结。研究通过吸收π共轭的有机配体来有效抑制面内二维卤化物钙钛矿的面内离子扩散行为，并进而展示了高度稳定、可调的横向外延异质结构。通过高分辨的TEM手段，研究还揭示了近原子级界面及其外延生长。最后，分子动力学模拟进一步确认了异质结的无序状态明显改善、以及更大的空穴形成能。研究认为，这些发现为理解卤化物钙钛矿的稳定性以及制备更精巧复杂的超薄材料奠定了基础。2020年04月29日，相关成果以题为“Two-dimensional halide perovskite lateral epitaxial heterostructures”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1 由共轭配体稳定的二维卤化物钙钛矿横向异质结

图2 (2T)₂PbI₄–(2T)₂PbBr₄异质结的TEM表征

图3 (2T)₂PbI₄–(2T)₂PbBr₄异质结中的周期性波纹（Ripple）

图4 二维卤化物钙钛矿家族

图5 异质结的电学表征

文献链接：Two-dimensional halide perovskite lateral epitaxial heterostructures（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2219-7）

本文由材料人学术组NanoCJ供稿。

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