Impact of the Ligand Shell on Structural Changes and Decomposition of All-Inorganic Mixed-Halide Perovskite (CsPbX3) Nanocrystals under X-Ray Illumination
我们发现，铯铅卤化物钙钛矿纳米晶体在连续X射线照射下的分解依赖于表面配体。对于油酸/油胺，我们观察到伴随着元素铅和卤素的形成的快速衰减。在用金属卟啉衍生物进行表面官能化后，衰减明显较慢，并且涉及铅向Pb 0和Pb 3+的反离子化。在这两种情况下，分解之前，原子晶格的收缩，这似乎开始衰变。我们发现，金属卟啉衍生物诱导的纳米晶体上，我们认为负责改变和较慢的分解途径的强表面偶极子。这些结果对卤化铅钙钛矿纳米晶在X射线吸收器中的应用具有重要意义。
2021-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Mapping Morphological and Structural Properties of Lead Halide Perovskites by Scanning Nanofocus XRD
在同步加速器上进行的扫描纳米聚焦X射线衍射（nXRD）首次用于同时探测用于光伏器件的旋涂CH 3 NH3 PbI 3（PbI 3）钙钛矿膜的形态和结构特性。在Si/SiO2/PEDOT：PSS衬底上旋涂钙钛矿薄膜，通过nXRD、扫描电镜（SEM）和掠入射广角X射线散射（GI-WAXS）等手段对薄膜的结构进行了研究。讨论了nXRD相对于SEM和GI-WAXS的优点。一种可视化的方法，选择性地隔离，和结构特征的复杂，多晶膜内埋的单一钙钛矿晶粒开发。nXRD测量结果与太阳能电池器件测量相关，并且表明在高温下旋涂钙钛矿前体溶液可以改善表面覆盖率并增强太阳能电池性能。
2016-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Residual Nanoscale Strain in Cesium Lead Bromide Perovskite Reduces Stability and Alters Local Band Gap
使用纳米探针X射线衍射显微镜，我们调查的CsPbBr $_3$薄膜晶体，它们的稳定性，和本地带隙的晶体生长的残余应变之间的关系。我们发现，从结晶冷却所产生的面外压缩应变是有害的X射线照射下的材料稳定性。我们还发现，光致发光的红移作为一个结果的面外压缩应变。带隙对应变的敏感性表明可能的应用，如应力敏感传感器。我们在某些CsPbBr $_3$单晶中观察到的镶嵌性（Mosaicity），即在相邻晶畴中形成小的取向差，表明即使在单晶卤化物钙钛矿中也可能发生晶体质量的显著变化。纳米衍射结果表明，降低局部应变是提高从发光二极管到高能探测器的钙钛矿光电材料和器件稳定性的必要途径。
2018-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Efficient light-emitting diodes based on oriented perovskite nanoplatelets
溶液处理的平面钙钛矿发光二极管（LED）有望成为高性能和高成本效益的电致发光（EL）器件，非常适合大面积显示和照明应用。利用具有高比率的水平跃迁偶极矩（TDM）的发射层预期会提高平面LED的光子外耦合。然而，基于各向异性钙钛矿纳米发射体的LED仍然是低效的（外部量子效率，EQE <5%），这是由于难以同时控制TDM的取向、实现高光致发光量子产率（PLQY）以及在组装的纳米结构的膜中实现电荷平衡。在这里，我们证明了有效的EL从原位生长的连续钙钛矿膜，包括一个单层的面向取向的纳米片。钙钛矿纳米片膜的水平TDM的比率为~ 84%，显著高于各向同性发射体的水平TDM的比率（67%）。纳米片膜显示出约75%的高PLQY。这些优点使LED的峰值EQE达到23.6%，代表了最高效的钙钛矿LED。
2021-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Bandgap in orthorhombic thin lead halide perovskite (CsPbBr3) nanosheets measured from STEM-EELS
无机卤化铅钙钛矿由于其带隙可调谐性、高光致发光量子产率和窄发射线宽而成为光电应用的有希望的候选者。特别地，它们提供了改变作为卤化物组成和纳米级晶体的尺寸/形状的函数的带隙的可能性。在这里，我们提出了一个像差校正扫描透射显微镜（STEM）的研究扩展纳米片的CsPbBr 3直接展示其正交晶体结构和它们的横向终止与Cs-Br平面。通过单色电子能量损失谱（EELS）测量来自各个纳米片的带隙。我们发现的带隙的增加开始在厚度低于10 nm，证实了不太戏剧性的效果相比，在量子点中观察到的3D限制的纳米片中的1D限制，如预测的密度泛函理论计算和光谱数据从合奏测量。
2020-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Localized State-Induced Enhanced Emission in Perovskite Nanocrystals
本文提出局域态诱导增强发射（LIEE）模型，解释了具有间接带隙或宇称禁戒跃迁的钙钛矿纳米晶体从非发光态到发光态的异常发光机制，为设计高效无铅钙钛矿纳米晶体提供了理论视角。
2024-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sol-gel synthesized double perovskite Gd$_{2}$FeCrO$_{6}$ nanoparticles: Structural, magnetic and optical properties
无铅双钙钛矿作为太阳能收集材料，由于其优越的稳定性，优异的催化效率和最小的毒性而超过单钙钛矿。在本研究中，我们首次通过简单的溶胶-凝胶技术合成了双钙钛矿型Gd $_{2}$ FeCrO $_{6}$（GFCO）纳米颗粒，并对其结构、磁性和光学性质进行了研究。双钙钛矿型GFCO晶体为单斜晶系，空间群为P2 $_1$ /n。由拉曼光谱计算Fe/Cr-O键长为$\sim$ 1.95埃，这与由X射线衍射分析获得的值$\sim$ 1.99埃一致。通过场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜测定纳米颗粒的平均尺寸为$\sim$ 70 nm。X射线光电子能谱学证实了Fe和Cr混合价态的存在。零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）曲线在低于20 K时出现很大的发散。在15 K时的ZFC曲线中观察到一个下降，这对应于反铁磁的Néel转变。在5 K下记录的窄磁滞回线接近饱和，并表现出沿磁场轴的不对称位移，表明GFCO纳米颗粒中铁磁和反铁磁畴的共存。紫外-可见光和光致发光光谱分析揭示了纳米结构GFCO的半导体性质，光学带隙为2.0 eV。合成的热稳定的无铅GFCO半导体由于其能够有效地吸收太阳光的可见光谱，可能是用于光催化和相关太阳能应用的潜在钙钛矿材料
2021-11-07 cond-mat.mtrl-sci
In-Situ Growth of Halide Perovskite Single Crystals and Thin Films on Optical Fiber End Facets
Holcombe Department of Electrical and Computer Engineering, Clemson University（克莱姆森大学霍爾科姆电气与计算机工程系）
针对卤化物钙钛矿与光纤集成的原位制备技术挑战，提出区域选择性润湿策略并结合空间限制或真空辅助方法，实现不同尺寸光纤端面MAPbBr3单晶和CsPbBr3多晶薄膜的可控原位生长，为两者集成提供平台。
2025-11-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Complete Suppression of Phase Segregation in Mixed-Halide Perovskite Nanocrystals under Periodic Heating
在连续光照射下，已知在半导体混合卤化物钙钛矿中形成具有分离的卤化物成分的局部域，从而由于带隙能量和电荷载流子特性的负变化而严重限制了它们的光电应用。在这里，我们将混合卤化物钙钛矿CsPbBr1.2I1.8纳米晶体沉积到氧化铟锡衬底上，通过施加或去除外部电压，其温度可以在几秒钟内迅速改变~10度。这种突然的温度变化引起CsPbBr1.2I1.8纳米晶体从分离相到混合相的暂时转变，当光照射与周期性加热循环耦合时，后者可以永久保持。这些发现标志着有害的相分离问题的实际解决方案的出现，因为在使用混合卤化物钙钛矿的各种基础研究和实际设备中可以容易地获得小的温度调制。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prolonged Phase Segregation of Mixed-Halide Perovskite Nanocrystals in the Dark
本研究发现部分相分离的混合卤化物钙钛矿纳米晶薄膜在撤去激光后仍会在黑暗中持续相分离数分钟，并归因于表面俘获载流子局域电场的缓慢耗散。
2024-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Improvement of both performance and stability of photovoltaic devices by in situ formation of a sulfur-based 2D perovskite
具有优异性能的超导太阳能电池（PSC）已被公认为光伏技术的潜在候选者。然而，活性钙钛矿层中的缺陷诱导非辐射复合，这限制了PSC的性能和稳定性。基于噻吩的2D结构的构建是用于混合PSC的表面钝化的重要方法之一，其可以将2D钙钛矿的稳定性的益处与3D钙钛矿的高性能结合。在此，合成了富硫间隔基阳离子2-噻吩乙胺碘化物（TEAI）作为用于构建三维/二维（3D/2D）钙钛矿双层结构的钝化剂。TEAI处理的PSC具有比3D钙钛矿（MAFAPbI 3）器件（17.42%）高得多的效率（20.06%）。利用时间分辨光致发光（TRPL）和飞秒瞬态吸收（TA）光谱研究了表面钝化对三维钙钛矿结构载流子动力学的影响。此外，TEAl处理的钙钛矿装置的稳定性测试揭示了湿（RH ~ 56%）和热稳定性的显著改善，因为硫基2D（TEA）2 PbI 4材料在3D表面上自组装，使得钙钛矿表面疏水。我们的研究结果提供了一个可靠的方法，以提高器件的稳定性和性能，为PSC的产业化铺平了道路。
2022-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
In-Situ Monitoring of the Charge Carrier Dynamics of CH$_3$NH$_3$PbI$_3$ Perovskite Crystallization Process
尽管甲基碘化铅铵（CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$）钙钛矿在过去十年左右吸引了巨大的科学关注，但关于钙钛矿器件中的电荷提取动力学和复合过程的重要信息仍然缺失。在这里，我们提出了一种新的方法来评估CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$层的质量，通过在热退火结晶过程中的钙钛矿层载流子动力学的原位监测，通过时间分辨飞秒瞬态吸收光谱（TAS）。特别地，CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$膜沉积在两种类型的聚合物空穴传输层（HTL）上，聚（3，4-亚乙基二氧噻吩）-聚-（苯乙烯磺酸盐）（PEDOT：PSS）和聚-（三芳基胺）（PTAA），已知这两种类型的聚合物空穴传输层在钙钛矿太阳能电池中提供不同的载流子传输特性。为了监测钙钛矿载流子动力学在结晶过程中的演变，通过TAS在三个不同的退火温度（即90、100和110 oC）下原位研究了如此形成的CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$ /HTL结构。据透露，为了实现最佳的钙钛矿薄膜质量的衰减动力学方面所需的退火时间段强烈依赖于退火温度，以及，在所采用的HTL。对于两种HTL，所需的时间随着使用更高的退火温度而减少，而对于更疏水的PTAA聚合物，需要更长的退火时间以获得最佳的载流子动力学。TAS发现的钙钛矿薄膜的结构和形态特征的相关性进行了分析，并提供了有用的见解钙钛矿光电子器件中的电荷提取动力学和复…
2020-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low temperature Magneto-dielectric coupling in nanoscale layered SmFe0.5Co0.5O3 perovskite
本研究通过磁性和介电测量确定了SmFe0.5Co0.5O3纳米层状混合铁磁层的不同物理特性，磁化强度分析表明该体系为反铁磁体系，在310 K附近有一个磁性转变，在192 K和22 K附近有两个自旋重取向转变。反对称交换相互作用由于磁自旋的倾斜以类似于Ln-Fe-Co系统的方式诱导弱铁磁性。重要的是，这种纳米级层状钙钛矿还表现出约2.5%（100 K）的正磁介电效应，并且该值在该温度的两侧降低。我们根据阳离子之间的磁相互作用以及低温范围内的自旋-晶格相互作用分析了与磁和介电耦合存在相关的条件。
2018-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale Quantification of Octahedral Tilts in Perovskite Films
利用扫描透射电子显微镜中的位置平均会聚束电子衍射（PACBED）研究了NiNiO_3薄膜中的NiO_6八面体倾斜。八面体倾斜的类型和幅度通过比较PACBED实验冻结声子多层模拟。结果表明，在双轴拉伸应力（0.78%面内拉伸应变）下，外延薄膜的面外八面体倾斜比未应变体材料增加了约20%，而面内旋转比未应变体材料减少了约80%。
2012-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Spin-locking effect in the nanoscale ordered perovskite cobaltite LaBaCo2O6
高分辨透射电子显微镜证实了一种新的纳米级有序的钙钛矿钴酸盐，它由层状112 LaBaCo_2 O_6的90度有序畴组成。这种新的结构与无序的La0.5Ba0.5CoO3和有序的LaBaCo 2 O 6一样，在179 K附近出现铁磁转变。然而，它与前两种形式的不同之处在于它的强磁各向异性，以及在低温下的高磁化率（0.42特斯拉）。我们认为，这种行为起源于锁定在90度取向的纳米域的磁自旋。此外，在TC观察到半金属/半金属转变，在该温度下具有6.5%的最大磁阻。
2007-07-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Nanoscale Chemical Heterogeneity Dominates the Optoelectronic Response over Local Electronic Disorder and Strain in Alloyed Perovskite Solar Cells
卤化物钙钛矿在光电子器件包括串联光电子器件中具有显著的性能。然而，鉴于钙钛矿表现出深的载流子陷阱以及空间组成和结构不均匀性，所有这些都应该对性能有害，这种特殊的性能是惊人的。在这里，我们通过提供卤化物钙钛矿设备中纳米级化学，结构和光电景观的全球可视化来解决这个长期存在的悖论，通过开发一套新的相关，多模态显微镜测量结合定量光谱技术和同步加速器纳米探针测量成为可能。我们表明，组成的无序占主导地位的光电响应，而纳米级的应变变化，即使是大幅度（~ 1%）只有微弱的影响。纳米尺度的组成梯度驱动载流子funerals到与低电子无序相关的局部区域，从与电子无序相关的陷阱团簇吸引载流子复合，并导致高的局部光致发光量子效率。这些测量结果揭示了竞争性纳米尺度景观的全球图景，通过空间化学无序增强了设备的缺陷容忍度，从而战胜了电子和结构无序。
2021-06-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Tuning the Ultrafast Response of Fano Resonances in Halide Perovskite Nanoparticles
在高达几个THz的频率下完全控制纳米系统的基本物理学是可调谐和超快纳米光子器件和超材料的关键。在这里，我们结合了卤化物钙钛矿纳米颗粒的光学特性的几何和超快控制，这构成了纳米光子学的一个突出平台。自由载流子的脉冲光注入穿过半导体间隙导致远场电磁特性的亚皮秒修改，其完全由系统的几何形状控制。当纳米颗粒的尺寸被调整，以实现窄带激子和几何形状控制的米氏共振之间的重叠，透射率的超快调制是完全相反的，相对于通常观察到的具有不同尺寸的纳米颗粒，在散装系统和薄膜。化学，几何和超快调谐之间的相互作用提供了一个额外的控制参数与纳米天线和超快光开关的影响。
2020-09-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
The structural-size effect, aging time, and pressure-dependent functional properties of Mn-containing perovskite nanoparticles
本文研究了结构尺寸效应、时效时间和外部压力对含锰钙钛矿纳米颗粒功能特性的影响，发现三者可有效调控相变温度和磁热效应，且最大纳米颗粒在时效后表现出最稳定的室温磁热性能。
2024-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.str-el
Tunable Magnetic Anisotropy in Patterned SrRuO3 Quantum Structures: Competition between Lattice Anisotropy and Oxygen Octahedral Rotation
人工钙钛矿氧化物纳米结构由于其可剪裁的电子-电子相互作用而具有有趣的磁性，这对氧配位环境非常敏感。迄今为止，尺寸小于50 nm的钙钛矿氧化物纳米点很少有报道。此外，钙钛矿氧化物纳米点中的氧八面体畸变及其与磁性的关系仍然未被探索。在这里，我们研究了图案化SrRuO 3（SRO）纳米点的磁各向异性小至30 nm，同时进行原子分辨率电子显微镜和光谱直接可视化的组成元素，特别是氧离子。我们观察到SRO纳米点的磁各向异性和RuO 6八面体畸变都与纳米点的尺寸有关，但在第一个3-晶胞界面SRO单层中，无论纳米点的尺寸如何，磁各向异性和RuO 6八面体畸变都保持不变。结合第一性原理计算，我们揭示了SRO纳米点中纳米点尺寸依赖的磁各向异性背后的独特结构机制，认为晶格各向异性和氧八面体旋转之间的竞争介导了SRO纳米点中的各向异性交换相互作用.这些发现展示了一种调节相关钙钛矿氧化物磁性的新途径，并暗示图案化纳米点可能是工程涌现功能行为的一个有前途的游乐场。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Revealing nanomechanical domains and their transient behavior in mixed-halide perovskite films
卤化物钙钛矿是用于高性能新兴光电子器件（包括挠曲电系统）的多用途类别的半导体，然而它们的离子性质对其机械行为的影响仍有待理解。在这里，原子力，光学和组成的X射线显微镜技术的组合被用来揭示在纳米级的卤化物钙钛矿薄膜的机械性能。我们揭示了机械领域内和之间的形态晶粒，封闭的机械边界更高的杨氏模量比散装母体材料。这些机械边界与存在的溴化物丰富的集群可视化纳米X射线荧光映射。在光浸泡样品后，较硬的区域会被专门选择性地修饰，从而使力学性能总体均匀化，达到体杨氏模量。我们将这种行为归因于光诱导的离子迁移过程，该过程使局部化学分布均匀化，这伴随着同一区域内的光致发光的光致增亮。我们的工作突出了这个钙钛矿家族中机械，化学和光电特性之间的关键联系，并展示了组合成像研究的潜力，以了解和设计用于新兴应用的卤化物钙钛矿薄膜，如photoflexoelectricity。
2020-11-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Size Dependent Ternary Halide Solid Solutions in Perovskite Nanocrystals
Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
研究通过高通量合成和理论模型，确定了三元卤化物钙钛矿纳米晶体的溶解极限，并展示了其尺寸依赖的混溶性及稳定性提升机制。
2026-01-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Nonlinear optical responses of all-inorganic lead halide perovskite nanostructures by time-resolved beam-deflection technique
我们研究了非线性折射在全无机卤化物钙钛矿，CsPbBr $_3$和CsPbBr $_{1.5}$ I $_{1.5}$纳米片和量子点胶体在甲苯中，通过一种新的光束偏转技术，使用近共振连续波激光。本文所测量的非线性折射及其随时间的演化是由热透镜效应引起的。热输运的强度依赖的热扩散速率的非线性行为已被观察到。在高强度下测量了对流热流的影响。与相应的纳米片样品相比，量子点具有更高的非线性折射，这可能是由于降低的维度。非线性折射率的有效值，估计在这里的近共振激发，超过那些在文献中报道的有机-无机混合钙钛矿在非共振激发制度，由几个数量级。
2019-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
Unveiling the interaction mechanisms of electron and X-ray radiation with halide perovskite semiconductors using scanning nano-probe diffraction
高能电子和X射线光子与卤化物钙钛矿等软半导体的相互作用对于表征和理解这些光电材料至关重要。使用纳米探针衍射技术，可以研究纳米尺度上的物理特性，我们用最先进的技术研究了电子和X射线辐射的相互作用（FA $_{0.79}$ MA $_{0.16}$ Cs $_{0.05}$）铅（I $_{0.83}$ Br $_{0.17}$）$_3$混合卤化物钙钛矿膜（FA，甲脒; MA，甲基铵）。我们使用扫描电子衍射和同步辐射纳米X射线衍射技术跟踪局部晶体结构的变化作为注量的函数。我们确定钙钛矿晶粒，从额外的反射，对应于PbBr $_2$，出现作为一个结晶降解相后，~200 e $^-$的能量密度的$^{-2}$。这些变化是伴随着小的PbI $_2$微晶在相邻的高角度晶界的形成，与针孔的形成，并与从四元到立方的相变。在纳米X射线衍射中，光子辐照引起了类似的降解途径，表明了共同的潜在机制。我们的方法探讨了这些材料的辐射限制，并提供了纳米级的降解途径的描述。解决大角度晶界对于进一步提高卤化物多晶薄膜的稳定性至关重要，特别是对于易受高能辐射影响的应用，如空间光电子学。
2022-01-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electron-Hole Binding Governs Carrier Transport in Halide Perovskite Nanocrystal Thin Films
二维卤化物钙钛矿纳米片（NPL）具有优异的发光特性，包括宽光谱可调谐性、超快辐射衰减、高量子产率（QY）和定向发射。为了实现高效的器件，必须了解激子输运在NPL薄膜中的进展。由于电子-空穴对的高结合能，激子通常被认为是负责载流子转移的主要物质。我们采用空间和时间分辨的光学显微镜来绘制15 ° C和50 ° C之间钙钛矿型纳米晶（NC）薄膜中激子扩散的地图。在室温（RT）下，我们发现扩散长度与纳米晶体（NC）的厚度成反比。随着温度的升高，激子扩散下降的所有NC膜，但在不同的速度。这导致特定的温度转换点，在该温度转换点处，较薄的NPL表现出较高的扩散长度。我们把这种反常的扩散行为归因于在我们的温度范围内单个纳米碳内激子和自由电子空穴对的共存。围绕NC的有机配体壳层防止电荷转移。因此，电子-空穴对处于未结合状态的任何时间都会降低FRET介导的NC间转移速率，从而降低总体扩散。这些结果阐明了如何激子扩散进展强烈限制卤化物钙钛矿NC膜，强调光电子器件的关键考虑。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In situ and real-time ultrafast spectroscopy of photoinduced reactions in perovskite nanomaterials
本研究开发了异步干涉瞬态吸收（AI-TA）方法，利用同步飞秒激光器实现了对钙钛矿纳米材料中光致反应的原位实时观察，揭示了光取代与光致合并过程中的载流子动力学变化。
2025-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Liquid-Like Interfaces Mediate Structural Phase Transitions in Lead Halide Perovskites
结构相变的微观途径很难探测，因为它们发生在多个不同的时间和长度尺度上。使用$in$ $situ$纳米级阴极发光显微镜，我们可视化的热驱动过渡到钙钛矿相在数百个非钙钛矿相纳米线，解决了初始纳米级成核和随后的介观生长和量化的相传播的活化能。结合分子动力学的计算机模拟，我们揭示了转换不遵循一个简单的马氏体机制，并通过离子扩散通过两个结构之间的液体状界面进行。虽然阳离子是无序的，在这个液体状的区域，卤素离子保持实质性的空间相关性。我们发现，各向异性的晶体结构转化为更快的成核的钙钛矿相在纳米线的两端和更快的增长沿长的纳米线轴。这些结果代表了在纳米级操纵结构相设计材料性能的重要一步。
2019-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Structural Reconstruction in Lead-free Two-dimensional Tin Iodide Perovskites Leading to High Quantum Yield Emission
我们报告了一个结构重建诱导的高光致发光量子产率为25%的胶体二维碘化锡纳米片，通过热注入法合成。在室温下合成的红色辛基铵碘化锡钙钛矿纳米片在洗涤或暴露于光后转变为白色六边形纳米片。这种结构变化使带隙从2.0 eV增加到3.0 eV，引起大的斯托克斯位移和宽带发射。此外，对于纳米片测量到约1微秒的长光致发光寿命。这种长寿命的广泛和强烈的光致发光与大斯托克斯位移预计起源于碘化锡团簇，在结构重建过程中形成的。立体活性的5s2孤对锡（II）离子扰动的白色六边形纳米片的激发态的几何形状，并促进自陷激子的形成。这种宽带和强发光金属卤化物纳米片是有希望的白光发光二极管。
2022-10-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Amplified Photocurrent in Heterojunctions comprising Nano-rippled Zinc Oxide and Perovskite-inspired Cs3Cu2I5
Kongju National University（Kongju 国立大学）；Chungbuk National University（Chungbuk 国立大学）；Yonsei University（延世大学）；Korea Institute of Materials Science (KIMS)（韩国材料科学研究所）
本研究通过引入精确优化的ZnO纳米波纹结构，改善Cs3Cu2I5光电探测器中的电荷传输路径，显著增强光电流，为低导电性0D材料在光电子和物联网传感中的应用开辟了新途径。
2025-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Insights into the Structural and Orientational Ordering of 2D Metal Halide Perovskites
Uppsala University（乌普萨拉大学）
本研究以CsPbBr₃纳米片为对象，探究厚度与加工方式对其结构和取向有序性的调控，发现厚度决定加工敏感性，2层纳米片取向受加工方式影响小，厚纳米片易出现取向无序。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Independence of surface morphology and reconstruction during the thermal preparation of perovskite oxide surfaces
使用CO $_2$激光器从背面直接加热晶体，可以原位热制备SrTiO $_3$衬底用于外延，而不需要非原位蚀刻和退火。我们发现，在900-1100 °C下形成具有直台阶的大平台与外延的理想表面重构的形成无关，这需要超过1200 °C的温度才能完成。该方法可以是通用的，至少对于钙钛矿氧化物表面是通用的，因为它在不同温度下也适用于LaAlO $_3$和NdGaO $_3$，这两种其它广泛使用的氧化物衬底材料。
2018-02-23 cond-mat.mtrl-sci
In Situ Phase-Transition Crystallization of All-Inorganic Water-Resistant Exciton-Radiative Heteroepitaxial CsPbBr3-CsPb2Br5 Core-Shell Perovskite Nanocrystals
金属卤化物钙钛矿在暴露于湿气或热时的不稳定性严重阻碍了它们在光电子器件中的应用。在这里，我们报告了高产率的合成高耐水性的全无机绿色发光CsPbBr 3/CsPb 2Br 5核/壳异质纳米晶体（HNC）通过开发一个原位相变的方法。它是通过水驱动的相变的原始单斜晶系CsPbBr 3和所得的四重CsPb 2Br 5纳米壳具有小的晶格失配与CsPbBr 3核心，这确保了形成的外延界面所产生的CsPbBr 3/CsPb 2Br 5 HNC。这些HNC在水中浸泡11个月后几乎保持100%的原始发光强度，并且在100 °C下发光强度仅下降到81.3%。瞬态发光光谱和密度泛函理论计算结果表明，CsPbBr 3纳米壳层中存在双辐射复合通道，CsPb 2Br 5纳米壳层提供的电子势垒显著提高了激子复合速率.基于这些稳健的CsPbBr 3/CsPb 2Br 5 HNC实现了原型准白光发光器件，显示了它们在固态照明和宽色域显示方面的强大竞争力。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proton distribution visualization in perovskite nickelate devices utilizing nanofocused X-rays
我们使用30 nm的X射线束来研究掺杂有质子的SmNiO $_3$基纳米器件的空间分辨特性。通过密度泛函理论（DFT）模拟得到的X射线吸收谱表明，在高质子浓度区，Ni的价态发生了部分还原，从而导致了绝缘行为.同时，X-射线衍射显示，只有一个小的晶格畸变的掺杂区。总之，我们的结果直接表明，质子掺杂修改的旋钮是电子价，而不是晶格。这些研究是相关的正在进行的努力，解开结构和电子效应在相关氧化物的金属-绝缘体相变。
2021-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Nano-scale oxygen octahedral tilting in 0.90(Bi1/2Na1/2)TiO3-0.05(Bi1/2K1/2)TiO3-0.05BaTiO3 lead-free perovskite piezoelectric ceramics
用透射电镜（TEM）研究了0.90（Bi_（1/2）Na_（1/2））TiO_3 -0.5（Bi_（1/2）K_（1/2））TiO_3 - 0.5BaTiO_3无铅钙钛矿压电陶瓷中的氧八面体倾斜畴。选区电子衍射图显示1/2 ooo和1/2 ooe反射，分别表示反相（a-a-a-）和同相（aoaoc+）八面体倾斜的存在。这些倾斜畴的形态和分布在中心暗场图像中示出。此外，布拉格滤波的高分辨率TEM图像显示，同相倾斜畴的大小从1到8 nm不等。该陶瓷包含非倾斜畴和反相和同相倾斜畴的变体的混合物。
2009-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ions-induced Epitaxial Growth of Perovskite Nanocomposites for Highly Efficient Light-Emitting Diodes with EQE Exceeding 30%
提出离子诱导异质外延生长 3D/0D CsPbBr3/Cs4PbBr6 纳米复合材料的方法，降低非辐射损失并改善出光与载流子平衡，实现 EQE 31.0% 的高色纯度钙钛矿 LED。
2024-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Direct observation of ultrafast lattice distortions during exciton-polaron formation in lead-halide perovskite nanocrystals
铅卤化物钙钛矿中慢载流子冷却的微观起源仍有争议，并对应用有直接影响。慢载流子冷却归因于极化子形成或在高激发载流子密度（> 10 $^{18}$ cm $^{-3}$）下的热声子瓶颈效应。这些效应无法仅从光学实验中明确地解开。然而，它们可以通过直接观察超快晶格动力学来区分，因为这些效应预计会产生定性的不同指纹。为此，我们采用飞秒电子衍射和直接测量弱限制CsPbBr $_3$纳米晶体的亚皮秒晶格动力学上述间隙光激发。数据揭示了光诱导的结构畸变出现在380 fs至1200 fs之间的时间尺度上，取决于激发通量。我们将这些动力学归因于激子-极化子对晶格的影响，而在高能量密度下较慢的动力学归因于较慢的热载流子冷却，这减慢了激子-极化子种群的建立。进一步的分析和模拟表明，这种畸变与[PbBr $_3$ ] $^{-}$八面体离子笼的运动是一致的，Pb-Br键的伸长与实验数据最为吻合.我们的工作演示了亚皮秒时间尺度上的晶格动力学的直接研究如何区分竞争方案，从而揭示了铅卤化物钙钛矿中缓慢载流子冷却的起源。
2022-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Lead-free CsSnCl$_{3}$ perovskite nanocrystals: Rapid synthesis, experimental characterization and DFT simulations
在这项研究中，我们已经合成了热稳定的立方CsSnCl $_{3}$钙钛矿纳米晶体（晶体尺寸~300 nm）具有较好的表面形貌的热注入技术。通过高分辨率透射电子显微镜成像证实了这些立方纳米晶体的优异结晶质量。通过核磁共振谱表征了有机配体在样品表面的结合。紫外-可见光谱确保CsSnCl $_{3}$纳米晶体具有~2.98 eV的直接带隙，这通过稳态光致发光光谱证实。通过Mulliken电负性方法计算的带边位置预测了纳米晶体的潜在光催化能力，然后通过可见光和紫外-可见光照射下RhB染料的光降解实验证实了这一点。我们的理论计算采用广义梯度近似（GGA）和GGA + U方法证明了90%的准确估计实验观察到的光学带隙时，$U_{eff}$ = 6 eV的考虑。对于$U_{eff}$ = 6 eV，还计算了表示为D = $m_{h}^{*}/m_{e}^{*}$的空穴和电子的有效质量之比。基于对CsSnCl $_{3}$纳米晶光催化性能的理论计算和实验观察，我们提出了对“D”值的新解释：“D”值远小于或远大于1，表明光生电子-空穴对的复合速率低，光催化剂的光催化效率高。我们相信，这种全面的调查可能有助于大规模合成热稳定的立方CsSnCl $_{3}$纳米晶体，也为更好地了解其在光催化，光电子学和其他突出的光电应用的潜力。
2021-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Corrections and Analysis on the Phase Stability of CsPbCl3 and Cs2AgSbCl6 during In-Situ Thermal Treatment
University of Maine（缅因大学）；Frontier Institute for Research in Sensor Technologies, University of Maine（缅因大学前沿传感技术研究机构）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Central Florida（中佛罗里达大学）
通过原位X射线衍射方法，研究了CsPbCl3和Cs2AgSbCl6的相变与分解温度，建立了准确探测样品温度、相变和分解起始的方法论。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Stabilization of lead-free bulk CsSnI$_3$ perovskite thermoelectrics via incorporating of TiS$_3$ nanoribbon clusters
本研究针对低温热电材料需求，探究将低维TiS$_3$掺入块体CsSnI$_3$钙钛矿的效果，发现少量添加可提升结构稳定性、抑制氧化并稳定电学性能，为稳定该钙钛矿热电性能提供了新途径与宝贵见解。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
CsPbBr3 Perovskites: Theoretical and Experimental Investigation on Water-Assisted Transition From Nanowire Formation to Degradation
胶体合成方法的最新进展导致对卤化物钙钛矿的研究增加。由于钙钛矿材料的高离子晶体结构，稳定性问题特别是对极性溶剂如水的稳定性问题。在这项研究中，我们调查水驱动的CsPbBr 3的结构演化进行实验和国家的最先进的第一性原理计算。可以看出，虽然光学图像显示在日光下黄色CsPbBr 3结构的逐渐降解，但UV照射揭示晶体的降解分两步进行：从蓝色发光结构过渡到绿色发光结构，然后从绿色发光相过渡到完全降解。我们发现合成的CsPbBr3纳米线在254 nm紫外光源下发出蓝光，在降解之前，首先CsPbBr3纳米线经历水驱动的结构转变，形成大束。还可以看出，这种束的形成提供了更长期的环境稳定性。此外，理论计算揭示了水分子与配体和CsPbBr 3表面的相互作用有多强，并提供了从配体覆盖的纳米线到束形成的过渡的原子级解释。绿光发射束与水的进一步相互作用导致CsPbBr 3的完全降解，并且光致发光信号完全猝灭。此外，拉曼和XRD测量显示，完全降解的区域分解为PbBr 2和CsBr前体。我们相信，这项研究的结果可能会提供进一步的洞察CsPbBr3钙钛矿的水降解机制。
2018-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Local Nanoscale Defective Phase Impurities Are the Sites of Degradation in Halide Perovskite Devices
卤化物钙钛矿在追求高效薄膜光电转换方面表现出色，单结中的功率转换效率达到25.5%，串联卤化物钙钛矿/硅太阳能电池配置中的功率转换效率达到29.5%。钙钛矿太阳能电池的操作稳定性仍然是其商业化的障碍，但缺乏对降解过程的基本理解，包括发生失效机制的特定位点。最近，我们报道了性能限制深亚带隙状态出现在纳米级簇在特定的晶界在国家的最先进的$Cs_{0.05}FA_{0.78}MA_{0.17}Pb(I_{0.83}Br_{0.17})_{3}$（MA=甲基铵，FA=formamidinium）钙钛矿薄膜。在这里，我们结合多模态显微镜显示，这些非常纳米级的缺陷集群，否则无法检测到与批量测量，是网站在降解种子。我们使用光发射电子显微镜可视化陷阱集群，并观察到这些特定的网站随着时间的推移，在照明下的缺陷密度增长，导致局部性能参数的降低。扫描电子衍射测量揭示伴随的结构变化，在相杂质与陷阱集群，通过碘消耗快速转化为金属铅，最终导致针孔形成。相比之下，在氧气存在下的照明降低了缺陷密度并逆转了这些局部簇的性能退化，其中相杂质反而转化为非晶和电子良性的氧化铅。我们的工作表明，载流子在与相杂质相关的位点处的捕获，本身降低性能，催化氧化还原反应，损害器件寿命。重要的是，我们发现，性能损失和内在的退化可以通过消除这些有缺陷的集群来减轻。
2021-07-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
