通过 A 位阳离子工程调控 CsSnI3 薄膜中的电荷传输与整流行为
材料科学
2025-03-21 v1
摘要
CsSnI3 钙钛矿是一种极具前景的薄膜半导体，具有高本征电导率，适用于多种器件应用（热电、光伏等）。化学计量比的 CsSnI3 具有高密度缺陷和结构不完美性，影响器件性能。在这项工作中，我们研究了 A 位阳离子工程，以评估结构和传输参数之间的相关性，从而实现整流器件的有效运行。在此，我们分析了用甲胺（MA）、甲脒（FA）、胍和 5-氨基戊酸（AVA）阳离子修饰的 CsSnI3 薄膜，将 Rietveld 精修获得的结构参数与其光电和二极管特性相关联。MA、FA 和 GuA 取代的薄膜表现出低方块电阻（450-2200 Ohm per sq）。然而，GuA 取代薄膜中应变诱导的晶格畸变和积累的缺陷显著阻碍了有效的电荷收集并增加了复合损失。AVA 取代形成了低电导率的 2D 夹层，极大地增加了电阻（105 Ohm per sq）并改变了瞬态响应特性，但提供了最小的反向开关损耗（100 uW per cm2），有利于高频应用。FA 取代是最佳的，平衡了结构稳定性、电导率、最少缺陷和优异的二极管特性。所得结果突出了有针对性的晶格修饰强烈影响基于 CsSnI3 的整流 p-i-n 二极管的实际性能。
关键词
引用
@article{arxiv.2503.16152,
title = {Modulation of Charge Transport and Rectification Behavior in CsSnI3 Thin Films Through A-site Cation Engineering},
author = {Anna A. Zarudnyaya and Gleb V. Segal and Andrey P. Morozov and Lev O. Luchnikov and Sergey Yu. Yurchuk and Ivan V. Schemerov and Pavel A. Gostishchev and Danila S. Saranin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.16152},
year = {2025}
}