2022年3月，我院助理教授吴丹课题组与合作单位，以“原位生长高质量钙钛矿单晶薄膜机理探究——寻找最佳生长位点（In Situ Growth Mechanism for High-Quality Hybrid Perovskite Single-Crystal Thin Films with High Area to Thickness Ratio: Looking for the Sweet Spot）”为题在综合性期刊Advanced Science（Q1, IF:16.806）发表最新研究成果。深圳技术大学吴丹助理教授为该文章的共同通讯作者。另两位共同通讯作者为南方科技大学的王恺副教授和Kentucky大学的FuqianYang教授。

钙钛矿单晶材料具有无晶界、缺陷态密度低、载流子寿命长、稳定性好等优点，被誉为极具前景的光电材料，在LED、激光、光电探测、太阳能电池等领域具有广泛的应用前景，而传输层上原位生长高质量钙钛矿单晶薄膜是其中重要的发展趋势。研究团队系统地研究了在不同生长环境中钙钛矿单晶薄膜特性，结合理论分析，确定了影响钙钛矿单晶薄膜传输层原位生长的三要素和最佳点，即前驱体溶液与传输层之间的低界面能、慢升温速率和适中的前驱体溶液浓度。最终制备出缺陷密度仅为2.68×10¹⁰cm^-3、面积厚度比为创纪录的1.94×10⁴mm（薄膜厚度为540 nm）的高质量MAPbBr₃钙钛矿单晶薄膜。得益于此，该钙钛矿单晶薄膜的载流子迁移率高达141 cm²V^-1S^-1，为文献所报道MAPbBr₃钙钛矿单晶薄膜中的最高值，并具有超过360天的长期晶体结构稳定性。同时，该工作也证实了该“最佳点”同样适用于传输层原位生长其他钙钛矿单晶薄膜，包括MAPbI₃、(PEA)₂PbI₄和(PEA)₂PbBr₄，说明该生长条件具有一定的普适性。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202104788?af=R

图. 钙钛矿有源层掺杂浓度调控、界面内建电场构筑以及正置和倒置结构光电探测器性能测试