外延 $\mathrm{BaZrS_3}$ 硫族钙钛矿薄膜中的电子迁移率、掺杂与缺陷
材料科学
2025-06-04 v2
摘要
我们展示了通过气源分子束外延 (MBE) 外延生长的 (BZS) 薄膜的电子输运特性。我们在所有样品中均观察到 n 型行为，室温 (RT) 下的载流子浓度范围为 至 。我们观测到室温霍尔迁移率最高可达 11.1 ，这与已确立的薄膜光伏 (PV) 吸收层材料相比具有竞争力。变温霍尔迁移率数据表明，声子散射在室温下占主导地位，这与计算预测一致。X 射线衍射数据揭示了迁移率与堆垛层错浓度之间的相关性，说明了微观结构如何影响输运。尽管硫族钙钛矿的环境稳定性已得到公认，但我们观察到电子特性随在环境条件下储存时间的变化而发生显著改变。借助二次离子质谱 (SIMS) 测量，我们提出并支持了一种解释此行为的缺陷机制：刚生长的薄膜具有高浓度的硫空位，这些空位是浅施主 ( 或 )，在暴露于空气后会转化为中性氧缺陷 ()。我们在硫族钙钛矿研究的更大背景下讨论了这种缺陷机制的相关性，并确定了稳定电子特性的方法。
引用
@article{arxiv.2505.16016,
title = {Electronic mobility, doping, and defects in epitaxial $\mathrm{BaZrS_3}$ chalcogenide perovskite thin films},
author = {Jack Van Sambeek and Jessica Dong and Anton V. Ievlev and Tao Cai and Ida Sadeghi and Rafael Jaramillo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.16016},
year = {2025}
}