通过调控二维 Dion-Jacobson 相钙钛矿的晶体取向来调控电子结构和载流子传输特性

摘要 与三维对应物相比，二维卤化物钙钛矿由于其结构多样性、提高的稳定性和增强的量子效率而备受关注。特别是，与 Ruddlesden-Popper 相钙钛矿相比，Dion-Jacobson (DJ) 相钙钛矿表现出更优越的结构稳定性。层状钙钛矿固有的量子阱结构导致了高度各向异性的电荷传输和光学性质。因此，控制择优晶体取向（平行或垂直）对于优化器件性能至关重要。本研究提出了一种在基于 C 6 N 2 H 16 PbI 4 (4AMPPbI 4 ) 的 DJ 相钙钛矿薄膜中调控平行和垂直晶体生长的合理策略。我们证明了晶体取向取决于晶体生长速率，而生长速率可以通过改变溶剂组成、反溶剂和退火温度来进行调控。直接和反向光电子能谱表明，4AMPPbI 4 的电子结构（包括其功函数、电离能和电子亲和能）具有取向依赖性。单载流子器件证实，不同的取向显著影响载流子传输。该研究强调了 DJ 相钙钛矿中晶体取向对设计高性能光电器件的关键作用。图文摘要