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苏州大学申博渊团队Nat. Commun.: 金属卤化物钙钛矿中原子相变动力学的原位成像

时间：2023-11-12 来源： 浏览：

苏州大学申博渊团队Nat. Commun.: 金属卤化物钙钛矿中原子相变动力学的原位成像

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2023年11月6日，Nat. Commun.在线发表了苏州大学申博渊教授 课题组的研究论文，题目为《 In situ imaging of the atomic phase transition dynamics in metal halide perovskites 》。

金属卤化物钙钛矿（MHPs）的复兴为其在光伏、发光二极管、光电探测器和激光器中的广泛应用带来了新的希望。 控制MHPs中的相变和相稳定性已成为改善材料性质和器件性能的重要策略 。相变动力学是 MHPs 广泛应用中的一个重要问题，它从根本上决定了钙钛矿材料和器件的光电性质和稳定性。然而，迄今为止，对这种具有真实原子分辨率相变过程的更深入理解仍然受到不成熟的低剂量电子显微镜和原位成像研究的限制。

在此研究中，作者使用了一种新兴的低剂量成像技术来识别原位加热过 程中 CsPbI 3 纳米 晶的不同相结构（α、β和γ）。 在这些图像中可以测量PbI 6 八面体的旋转角，以定量描述热诱导的相分布和相变 。然后，通过连续成像单个纳米晶中的相分布，在宏观时间尺度上研究了这种相变的动力学。 CsPb I 3 纳米晶在颗粒水平上的结构演变过程，包括形态和组成的变化，也随着温度的升高而可视化 。这项研究结果为钙钛矿相的相变动力学提供了原子见解，表明了一个具有明显中间态和空间分布的长时间相变过程，在进一步研究结构-性能关系和器件性能时应普遍考虑这一过程。

图1  CsPb I 3 纳米晶的相结构识别

图2  原子解析CsPb I 3 相结构随温度的变化

图3 单一CsPb I 3 纳米晶相变动力学的原位成像

图4 在颗粒水平上成像CsPb I 3 纳米晶的降解和转化

【 论文链接 】
Ma, M., Zhang, X., Chen, X. et al. In situ imaging of the atomic phase transition dynamics in metal halide perovskites. Nat. Commun ., 2023 , 14, 7142. https://doi.org/10.1038/s41467-023-42999-5

【其他相关文献】

[1] Chen, S., Zhang, X., Zhao, J. et al. Atomic scale insights into structure instability and decomposition pathway of methylammonium lead iodide perovskite. Nat. Commun ., 2018 , 9, 4807. https://doi.org/10.1038/s41467-018-07177-y
[2]  Shi, E., Yuan, B., Shiring, S.B. et al. Two-dimensional halide perovskite lateral epitaxial heterostructures. Nature , 2020 , 580, 614–620. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2219-7
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