研究背景：压力作为重要的热力学影响因素，可以有效缩短原子间距，增强电子轨道耦合，进而改变物质的电子结构和晶体结构，从而揭示材料的结构与性能关系，并在发现新结构、新现象和阐释新机制方面发挥着重要作用。
成果简介：研究发现，压力可以有效改变钙钛矿材料的光电特性，并且在一定的压力范围内可以提升器件的光电性能。钙钛矿材料的载流子寿命，载流子迁移率和迁移距离是决定器件性能的重要参数。因此，了解这些核心参数在压力作用下如何变化对于理解压力对钙钛矿器件光电性能的影响至关重要。高压下钙钛矿材料的研究主要在金刚石对顶砧压腔内完成，受到压腔空间以及传压介质限制，采用传统方法实现高压下载流子输运性能测量具有巨大挑战。本工作中，该团队通过将金刚石对顶砧与时空分辨荧光扫描成像等技术相结合，首次在高压环境下直接观测到三维钙钛矿MAPbI3单晶中的载流子输运过程，并发现在0.4-5.7 GPa压力范围内，三维钙钛矿MAPbI3单晶的扩散系数比常压提高30%以上，载流子依然可以保持5- 8 μm迁移距离。同时，结合高压下X射线衍射和拉曼光谱等表征技术，证明了MAPbI3单晶在0.3-0.4 GPa发生了由四方相到立方相的结构转变，在~3 GPa发生了等结构相变。本工作揭示了压力对三维钙钛矿MAPbI3载流子输运的影响，并为利用压力来调节或优化钙钛矿的光电特性提供了新思路。相关研究成果以“Excellent Carrier Transport Property of Hybrid Perovskites Sustained under High Pressures”为题，发表在ACS Energy Letters,7, 154-161(2022)。
ACS Energy Letters是美国American Chemical Society（ACS）出版社创办的材料能源科学领域的旗舰期刊，刊文质量得到了学术界高度认可。2021年影响因子已达到23.101。
图：高压下钙钛矿单晶载流子传输特性及物理机制研究
作者简介：论文第一作者为大连理工大学微电子学院2018级博士生尹延峰，师从边继明教授和中科院大连化学物理研究所金盛烨研究员（国家杰出青年基金获得者）。该成果得到了国家重点研发计划“纳米科技”重点专项、国家自然科学基金、中科院青年创新促进会等项目的支持。尹延峰一直从事钙钛矿中的载流子动力学研究，博士期间获得校博士生学术之星提名奖、优秀研究生等称号。在Joule、Advanced Functional Materials、ACS Energy Letters、ACS Applied Materials & Interfaces等材料能源领域国际期刊发表论文近10篇。
