Regulering af egenskaberne af en enkelt krystal via spænding og anvendelse

Blyhalogenidperovskitter kan omdannes til optoelektroniske enheder gennem billige opløsningsdepositioner, men disse tilgange efterlader ofte talrige ladningsfangende defekter i perovskitten. Løbende forbedring af ydeevnen af ​​disse optoelektroniske enheder er nødvendig for at overvinde flaskehalsproblemet. Defektens (herunder overfladedefekter og volumendefekter) tæthed i perovskitter er en nøgleparameter, der begrænser ydeevnen af ​​disse materialer.

For at kontrollere overfladefejl, en bredt undersøgt metode er at passivere og helbrede defekterne ved en overfladeteknisk proces, hvilket kan opnås ved at tilføje en række forskellige tilsætningsstoffer, herunder ammoniummethylbromid, guanidiniumbromid, kaliumiodid-18, phenethyliodid, poly(3-hexylthiophen-2, 5-diyl), cholin jod, og 1-butyl-3-methylimidazoliumtetrafluorborat. Imidlertid, denne metode kræver præcis kontrol af mængden af ​​tilsætningsstoffer, rækkefølgen af ​​tilføjelse, og reaktionstiden, hvilket gør denne proces kompliceret og resulterer i en høj risiko for tab. For at justere lydstyrkefejlene, en kendt strategi er at bestråle perovskitter med højenergi ultraviolet lys, sollys, nær-infrarødt lys, osv. Denne strategi kræver lang reparationstid og resulterer nogle gange i irreversibel skade på materialerne, hvilket gør processen kompliceret. Derfor, højeffektive og bekvemme veje til at regulere defekter i perovskiter er stadig nødvendige.

I et nyt blad udgivet i Lysvidenskab og applikationer , holdet af videnskabsmænd, ledet af lektor Weili Yu, Professor Chunlei Guo fra Photonics Laboratory, State Key Laboratory of Applied Optics, Changchun Institut for Optik, finmekanik og fysik, Chinese Academy of Sciences og professor Qingfeng Dong fra State Key Laboratory of Supramolecular Structure and Materials, Jilin University har i fællesskab udviklet en teknik (spændingsreguleringsteknik) til at modificere defektpopulationen af ​​perovskitkrystaller uden at kræve kemiske tilsætningsstoffer.

Holdet brugte sonder til at påføre et elektrisk felt på overfladen af ​​en perovskitprøve for at hjælpe med at flytte injicerede ladninger til defekte steder med en høj grad af kontrol, samt perovskitprøvens optiske og elektriske egenskaber. Desuden de optimerede defektpopulationer gjorde det muligt for perovskitten at fungere som memristorenhed, i stand til at aktivere flere modstandstilstande.

Disse videnskabsmænd opsummerer det operationelle princip for spændingsreguleringsteknik:"Spændingsreguleringsteknik som en effektiv strategi kan regulere defekterne i perovskitter og påvirke dens dynamiske bærertransport. De indsprøjtede ladninger, der fungerer som en Lewis-base, kan fanges af blydefekter i overfladelaget og yderligere passivere de donorlignende defekter på dybt niveau inde i perovskitter. disse "helbredte" defekter fanger ikke længere bærere, og sandsynligheden for strålingsrekombination i perovskitter er øget, som yderligere forbedrer dets optiske og elektriske egenskaber."

"Dette arbejde giver ny indsigt i fleksibiliteten af ​​defekttætheden af ​​perovskitter, og spændingsregulering er en effektiv ingeniørmetode til at justere ikke kun defekttætheden, men også bærerens levetid, PL intensitet og modstand. Dette arbejde vil forbedre optimeringen af ​​optoelektroniske enheder baseret på perovskites enkeltkrystaller, " tilføjede forskerne.