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二维混合卤化物钙钛矿：原理与前景

DOI：10.1021/jacs.8b10851 期刊：Journal of the American Chemical Society 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 混合卤化物钙钛矿已成为新兴半导体材料领域的"下一个重大突破"，过去十年间其在高性能光伏器件中的成功应用见证了这一崛起。三维（3D）钙钛矿的蓬勃发展以CH3NH3PbI3为引领，掀起了该领域的复兴浪潮。然而下一代卤化物钙钛矿的特征在于低维结构，其中二维（2D）钙钛矿衍生物作为更具多样性的半导体混合材料亚群迅速扩展，展现出更高的可调控性和优异的光物理特性。本综述首先回溯"钙钛矿热潮"之前早期的研究报道，追踪这些奠基性工作如何发展为当今的研究焦点——2D卤化物钙钛矿正推动高性能光电子学多个领域的发展。我们从结构视角解析2D卤化物钙钛矿的演进历程，对决定其特殊物理性质的材料结构类型进行分类?；谖藁慵捌湫奘畏绞健⒂谢衾胱佣嘌哉饬礁龉丶囟?D混合卤化物钙钛矿进行系统梳理。当这两个异质组分通过合成调控（有机阳离子或无机元素的置换）或外部刺激（温度与压力）相互融合时，?？榛祁芽蠼峁够嵫莼纬删逖Фㄒ宓牧孔于澹≦W）。由此产生的复杂电子结构对结构特征高度敏感，这种敏感性又可作为调控量子阱介电和光学性质的调节旋钮。最后我们总结了迄今已实现的最显著光电器件成果，同时展望未来材料发现与潜在技术发展。
作者： Lingling Mao，Konstantinos C. Stoumpos，Mercouri G. Kanatzidis
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研究概述 实验方案

研究目的

研究二维混合卤化物钙钛矿的结构与光电特性及其在高性能源光电子器件中的潜在应用。

研究成果

该视角突出了二维混合卤化物钙钛矿作为光电应用多功能材料的巨大潜力，这源于其可调控的结构和电子特性?；诮峁谷∠蚝陀谢衾胱佣嘌缘牟牧戏掷啵斫馄涠捞匚锢硇灾侍峁┝丝蚣?。该研究强调需进一步探索二维钙钛矿的全部功能和应用范围，包括将其集成至高性能器件中。

研究不足

该研究受限于当前对二维卤化物钙钛矿的认知水平和现有实验数据。这些材料的复杂性及其结构的多样性为建立普适的结构-性能关系带来了挑战。此外，这些材料在实际器件中的应用仍处于早期阶段，稳定性和可扩展性等问题仍需进一步优化。

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