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利用三维纳米尺度应变映射成像卤化物钙钛矿中光诱导位错迁移

材料科学 2023-04-20 v1 化学物理

摘要

近年来,卤化物钙钛矿材料已被用于制造高性能太阳能电池与发光器件。然而,材料缺陷仍限制着器件性能与稳定性。在此,我们利用基于同步辐射的布拉格相干衍射成像,对卤化物钙钛矿微晶中纳米尺度应变场(如缺陷局域处的应变场)进行可视化。尽管 MAPbBr3_{3}(MA = CH3_{3}NH3+_{3}^{+})晶体具有高超光电质量,我们仍发现其内存在显著应变异质性,并通过局域应变场分析识别出 \langle100\rangle\langle110\rangle 刃型位错。通过在连续光照下原位成像这些缺陷与应变场,我们揭示了跨越数百纳米的显著光诱导位错迁移。此外,通过选择性研究被 X 射线束损伤的晶体,我们将高位错密度与增强的纳米尺度应变同材料降解以及利用光致发光显微测量评估出的显著改变的光电特性相关联。我们的结果展示了卤化物钙钛矿中扩展缺陷与应变的动态本质及其对器件性能与运行稳定性的直接影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.09554,
  title  = {Imaging Light-Induced Migration of Dislocations in Halide Perovskites with 3D Nanoscale Strain Mapping},
  author = {Kieran W. P. Orr and Jiecheng Diao and Muhammad Naufal Lintangpradipto and Darren J. Batey and Affan N. Iqbal and Simon Kahmann and Kyle Frohna and Milos Dubajic and Szymon J. Zelewski and Alice E. Dearle and Thomas A. Selby and Peng Li and Tiarnan A. S. Doherty and Stephan Hofmann and Osman M. Bakr and Ian K. Robinson and Samuel D. Stranks},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.09554},
  year   = {2023}
}

备注

Main text and Supplementary Information. Main text: 15 pages, 4 figures. Supplementary Information: 16 pages, 27 figures, 1 table