通过双光子显微镜可视化卤化物钙钛矿晶体中埋藏的局域载流子扩散

卤化物钙钛矿因其卓越的电子特性和与低成本制备技术的兼容性，在光发射和光伏应用方面显示出巨大潜力。尽管器件性能令人鼓舞，但仍受限于其光物理特性中的微尺度异质性。特别是，局域异质性与表面及体相中电荷载流子的扩散（对于光收集器件中电荷的有效收集至关重要）之间的关系尚不清楚。本文在共聚焦显微镜中开发了一种使用单光子和双光子激发的光致发光层析技术，以区分甲基铵溴化铅单晶中局域表面和体相的电荷载流子扩散。在不同激发深度探测局域时间扩散，以建立局域电子扩散系数的统计。测量值介于 0.3 到 2 $cm^2.s^{-1}$ 之间，取决于局域陷阱密度和形态环境——这一分布会被类似的宏观或表面测量所遗漏。重建了载流子扩散的层析图像，揭示了作为载流子传输屏障的埋藏晶体缺陷。该工作揭示了一个理解和均化扩散路径的新框架，这些路径对局域特性和埋藏缺陷极其敏感。